ES2719608T3 - Improvements in the determination of hierarchies for energy monitoring systems - Google Patents

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Abstract

Un procedimiento de aprendizaje automático de cómo múltiples dispositivos de monitorización (M1 a M13) están directa o indirectamente enlazados en un sistema de monitorización, en el que el sistema de monitorización utiliza una Ethernet (704) y comprende al menos una pasarela Ethernet (700, 701), comprendiendo el procedimiento: determinar una dirección IP para cada uno de dichos dispositivos de monitorización (M1 a M13), en el que los dispositivos de monitorización conectados a la Ethernet a través de una misma pasarela Ethernet (700, 701) tienen la misma dirección IP; recibir voltajes medidos por cada uno de dichos dispositivos de monitorización; agrupar dichos dispositivos de monitorización en múltiples segmentos en base a las direcciones IP determinadas, en el que los dispositivos de monitorización que tienen la misma dirección IP son agrupados en un segmento; y determinar, dentro de los segmentos, relaciones potenciales entre los dispositivos de monitorización en base a dichos voltajes medidos recibidos.A machine learning procedure of how multiple monitoring devices (M1 to M13) are directly or indirectly linked in a monitoring system, in which the monitoring system uses an Ethernet (704) and comprises at least one Ethernet gateway (700, 701), comprising the procedure: determining an IP address for each of said monitoring devices (M1 to M13), in which the monitoring devices connected to the Ethernet through the same Ethernet gateway (700, 701) have the same IP address; receiving voltages measured by each of said monitoring devices; grouping said monitoring devices into multiple segments based on the determined IP addresses, wherein the monitoring devices having the same IP address are grouped into one segment; and determining, within the segments, potential relationships between the monitoring devices based on said received measured voltages.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Mejoras en la determinación de jerarquías para sistemas de monitorización de energíaImprovements in the determination of hierarchies for energy monitoring systems

CAMPO DE LA INVENCIÓNFIELD OF THE INVENTION

La presente invención se refiere generalmente a sistemas de monitorización de suministro y, en particular, a la alineación automatizada de precisión de datos, la determinación automatizada de la jerarquía de un sistema de monitorización de energía, y la integración automatizada de datos en un sistema de monitorización de suministro. The present invention generally relates to supply monitoring systems and, in particular, to the automated alignment of data accuracy, the automated determination of the hierarchy of an energy monitoring system, and the automated integration of data into a delivery system. Supply monitoring

ANTECEDENTESBACKGROUND

Desde la introducción de los sistemas de distribución de energía eléctrica a fines del siglo XIX, ha sido necesario monitorizar sus características operacionales y eléctricas. La capacidad de recopilar, analizar y responder a información sobre el sistema de energía eléctrica puede mejorar la seguridad, minimizar la pérdida de equipos, disminuir la energía sobrante y, en última instancia, ahorrar tiempo y dinero. Con este fin, se desarrollaron dispositivos de monitorización para medir y reportar dicha información. Con el inicio de la era de la electrónica, la calidad y la cantidad de datos de los dispositivos de monitorización mejoraron enormemente, y se desarrollaron redes de comunicaciones y software para recopilar, mostrar y almacenar información. Desafortunadamente, los responsables de la evaluación de los datos de los dispositivos de monitorización están ahora sobrepasados por la información de sus sistemas de monitorización. En el esfuerzo por maximizar el servicio público de un sistema de monitorización, los fabricantes de equipos de monitorización están buscando procedimientos para presentar la información en el formato más útil.Since the introduction of electric power distribution systems at the end of the 19th century, it has been necessary to monitor their operational and electrical characteristics. The ability to collect, analyze and respond to information about the electric power system can improve safety, minimize equipment loss, decrease excess energy and, ultimately, save time and money. To this end, monitoring devices were developed to measure and report such information. With the beginning of the era of electronics, the quality and quantity of data from monitoring devices greatly improved, and communications networks and software were developed to collect, display and store information. Unfortunately, those responsible for evaluating the data of the monitoring devices are now overwhelmed by the information of their monitoring systems. In the effort to maximize the public service of a monitoring system, manufacturers of monitoring equipment are looking for procedures to present information in the most useful format.

La monitorización efectiva de los sistemas de distribución de energía eléctrica de hoy en día es engorrosa, costosa e ineficiente. Los sistemas de monitorización de energía eléctrica están típicamente dispuestos en una jerarquía con dispositivos de monitorización tales como medidores eléctricos instalados en varios niveles de la jerarquía (véase la figura 2). Los dispositivos de monitorización miden varias características de la señal eléctrica (por ejemplo, voltaje, corriente, distorsión de forma de onda, potencia, etc.) que pasa a través de los conductores, y los datos procedentes de cada dispositivo de monitorización son analizados por el usuario para evaluar el rendimiento potencial o problemas relacionados con la calidad. Sin embargo, los componentes de los sistemas de monitorización eléctrica actuales (dispositivos de monitorización, software, etc.) actúan de forma independiente entre sí, lo que exige que el usuario sea un experto en la configuración del hardware, la recogida y el análisis de datos y la determinación de qué datos son vitales o útiles. Hay dos problemas en este caso: la cantidad de datos a analizar y el contexto de los datos. Se trata de cuestiones separadas pero relacionadas. Es posible automatizar el análisis de los datos para abordar la cantidad de datos. Pero, con el fin de hacer esto de manera fiable, los datos deben ser puestos en contexto. La independencia de los datos entre cada dispositivo de monitorización que evalúa el sistema eléctrico hace en esencia que cada dispositivo de monitorización sea ajeno a los datos procedentes de otros dispositivos de monitorización conectados al sistema que se está analizando. Por consiguiente, los datos transmitidos al dispositivo informático 132 del sistema desde cada dispositivo de monitorización suelen estar mal alineados, ya que los datos procedentes de cada dispositivo de monitorización del sistema no llegan al dispositivo informático 132 del sistema de monitorización simultáneamente. Hay dos razones básicas para la desalineación temporal de los datos entre los dispositivos de monitorización: los retardos de tiempo de las comunicaciones y el cronometraje de los dispositivos de monitorización y el registro de tiempo de los eventos. A continuación, corresponde al usuario analizar e interpretar estos datos independientes con el fin de optimizar el rendimiento o evaluar las posibles preocupaciones relacionadas con la calidad del sistema eléctrico.Effective monitoring of today's electricity distribution systems is cumbersome, expensive and inefficient. Electric power monitoring systems are typically arranged in a hierarchy with monitoring devices such as electrical meters installed at various levels of the hierarchy (see Figure 2). The monitoring devices measure various characteristics of the electrical signal (for example, voltage, current, waveform distortion, power, etc.) that passes through the conductors, and the data from each monitoring device is analyzed by the user to evaluate the potential performance or quality related problems. However, the components of current electrical monitoring systems (monitoring devices, software, etc.) act independently of each other, which requires the user to be an expert in hardware configuration, collection and analysis of data and the determination of what data is vital or useful. There are two problems in this case: the amount of data to analyze and the context of the data. These are separate but related issues. It is possible to automate data analysis to address the amount of data. But, in order to do this reliably, the data must be put into context. The independence of the data between each monitoring device that evaluates the electrical system essentially makes each monitoring device foreign to the data coming from other monitoring devices connected to the system being analyzed. Accordingly, the data transmitted to the computer device 132 of the system from each monitoring device is usually misaligned, since the data from each system monitoring device does not reach the computer device 132 of the monitoring system simultaneously. There are two basic reasons for the temporary misalignment of the data between the monitoring devices: the time delays of the communications and the timing of the monitoring devices and the time recording of the events. Next, it is up to the user to analyze and interpret these independent data in order to optimize performance or evaluate possible concerns related to the quality of the electrical system.

Las sofisticadas capacidades de procesamiento de los dispositivos de monitorización digital permiten derivar y acumular grandes cantidades de datos eléctricos complejos a partir de una señal eléctrica aparentemente simple. Debido a la complejidad de los datos, la cantidad y la relación relativamente desarticulada de un dispositivo de monitorización al siguiente, el análisis manual de todos los datos es un esfuerzo enorme que a menudo requiere la contratación de expertos para completar la tarea. Este proceso es tedioso, complejo, propenso a errores y descuidos, y consume mucho tiempo. Una solución parcial ha sido utilizar sistemas de posicionamiento global por satélite (GPS) para registrar la hora de un evento, pero este enfoque requiere que el usuario compre e instale hardware y líneas de datos adicionales para conectar los dispositivos de monitorización entre sí. Y esta solución todavía requiere la evaluación de grandes cantidades de datos porque el sistema está temporalmente en contexto; no espacialmente en contexto. La sincronización de datos utilizando sistemas GPS también es desventajosa debido a los retardos de tiempo asociados con otro hardware en el sistema. La pérdida de la señal de los satélites GPS hace que este enfoque no funcione. Además, cualquier alineación de datos mediante un sistema basado en GPS sólo puede ser tan precisa como el retardo de propagación de la señal GPS, lo que significa que los datos pueden no ser alineados de forma óptima cuando se utiliza un sistema GPS.The sophisticated processing capabilities of digital monitoring devices make it possible to derive and accumulate large amounts of complex electrical data from a seemingly simple electrical signal. Due to the complexity of the data, the quantity and the relatively disarticulated relationship from one monitoring device to the next, the manual analysis of all the data is a huge effort that often requires the hiring of experts to complete the task. This process is tedious, complex, prone to mistakes and carelessness, and time consuming. A partial solution has been to use global satellite positioning (GPS) systems to record the time of an event, but this approach requires the user to purchase and install additional hardware and data lines to connect the monitoring devices to each other. And this solution still requires the evaluation of large amounts of data because the system is temporarily in context; not spatially in context. Data synchronization using GPS systems is also disadvantageous due to time delays associated with other hardware in the system. Loss of the signal from GPS satellites makes this approach not work. In addition, any alignment of data using a GPS-based system can only be as accurate as the delay in propagation of the GPS signal, which means that the data may not be optimally aligned when a GPS system is used.

La agregación de dispositivos de monitorización suplementarios en el sistema eléctrico no hace más que generar más información sobre el sistema eléctrico en el punto donde se agrega el medidor en el sistema eléctrico, aumentando la complejidad sin ningún beneficio. Cualquier utilidad de los datos se limita generalmente a la localización del dispositivo de monitorización que se ha agregado, mientras se acumulan aún más datos.The aggregation of supplementary monitoring devices in the electrical system only generates more information about the electrical system at the point where the meter is added to the electrical system, increasing complexity without any benefit. Any utility of the data is generally limited to the location of the monitoring device that has been added, while further data is accumulated.

La complejidad de muchos sistemas eléctricos normalmente requiere un proceso de configuración de sistemas de monitorización debido a que cada punto medido en el sistema eléctrico tiene características diferentes, razón por la cual se instalan múltiples dispositivos de monitorización en primer lugar. Como resultado del enorme volumen de datos complejos acumulados procedentes de los sistemas de monitorización eléctrica hasta el momento, no suele ser factible un análisis minucioso de los datos debido a la limitación de recursos, tiempo y/o experiencia.The complexity of many electrical systems normally requires a process of configuring monitoring systems because each point measured in the electrical system has different characteristics, which is why multiple monitoring devices are installed first. As a result of the enormous volume of complex data accumulated from the electrical monitoring systems so far, a thorough analysis of the data is usually not feasible due to the limitation of resources, time and / or experience.

La alineación temporal de los datos es un aspecto importante para entender y caracterizar el sistema eléctrico. Otro aspecto importante es tener un conocimiento profundo de la disposición (o jerarquía) del sistema de monitorización de energía. Los dispositivos de monitorización de energía miden los parámetros operacionales del sistema eléctrico, pero no proporcionan información sobre cómo se relacionan entre sí los parámetros en diferentes puntos del sistema de monitorización de energía. Conocer la jerarquía del sistema de monitorización de energía pone los parámetros de operación de múltiples dispositivos de monitorización en contexto entre sí.The temporal alignment of the data is an important aspect to understand and characterize the electrical system. Another important aspect is to have a thorough knowledge of the arrangement (or hierarchy) of the energy monitoring system. The energy monitoring devices measure the operational parameters of the electrical system, but do not provide information on how the parameters are related to each other at different points of the energy monitoring system. Knowing the hierarchy of the energy monitoring system puts the operating parameters of multiple monitoring devices in context with each other.

Para determinar la disposición de un sistema de monitorización de energía, el usuario debe revisar los dibujos de línea eléctrica única o realizar físicamente un inventario del sistema eléctrico si no hay dibujos de línea única disponibles. El usuario introduce manualmente la información espacial en el software del sistema de monitorización para su análisis. Cuando se agrega o se mueve un nuevo dispositivo o carga monitorizada dentro del sistema de monitorización de energía, el usuario debe actualizar manualmente el software del sistema de monitorización para reflejar la nueva agregación o cambio.To determine the layout of an energy monitoring system, the user must review the single power line drawings or physically perform an inventory of the electrical system if no single line drawings are available. The user manually enters the spatial information in the monitoring system software for analysis. When a new device or monitored load is added or moved within the energy monitoring system, the user must manually update the monitoring system software to reflect the new aggregation or change.

La alineación de datos y la información de disposición son esenciales para comprender y caracterizar el sistema de energía. Con estas dos informaciones, los datos de cada medidor pueden ser integrados y puestos en contexto con cada uno de los otros medidores en el sistema de energía. Hasta ahora, las únicas técnicas para integrar datos de forma aceptable eran complejas, costosas, manuales e intensivas, y consumían mucho tiempo para el usuario. Estas técnicas también permiten sólo una integración limitada de los datos y requieren hardware adicional (tal como hardware de GPS), líneas de datos y accesorios suplementarios de dispositivos de monitorización.Data alignment and arrangement information are essential to understand and characterize the energy system. With these two information, the data of each meter can be integrated and put into context with each of the other meters in the energy system. Until now, the only techniques for integrating data in an acceptable way were complex, expensive, manual and intensive, and time consuming for the user. These techniques also allow only limited data integration and require additional hardware (such as GPS hardware), data lines and supplementary accessories for monitoring devices.

El documento US 2007/0005275 A1 se refiere a una integración automatizada de datos en sistemas de monitorización de suministro. Se describe un algoritmo de monitorización integrado (IM) automatizado que pone en contexto automáticamente los datos procedentes de un sistema de monitorización de suministro alineándolos temporalmente con un punto de referencia común e identificando la ubicación de cada dispositivo de monitorización en una jerarquía en relación con otros dispositivos.Document US 2007/0005275 A1 refers to an automated integration of data into supply monitoring systems. An automated integrated monitoring algorithm (IM) is described that automatically puts the data from a supply monitoring system into context by temporarily aligning it with a common reference point and identifying the location of each monitoring device in a hierarchy in relation to others. dispositives.

El documento WO 2007/027086 A1 se refiere a técnicas para determinar la estructura o disposición de red de al menos una parte de una red de transporte de electricidad, por ejemplo, una parte de baja tensión de esta red que se extiende en una ciudad, que comprende: proporcionar una señal de prueba a la red al menos en una primera ubicación de la red y la verificación de si dicha señal de prueba, que ha sido proporcionada a la primera ubicación de la red, llega al menos a una segunda ubicación de la red, en particular utilizando al menos un detector.WO 2007/027086 A1 refers to techniques for determining the network structure or arrangement of at least a part of an electricity transport network, for example, a low voltage part of this network that extends into a city, which comprises: providing a test signal to the network at least in a first location of the network and verification of whether said test signal, which has been provided to the first location of the network, reaches at least a second location of the network, in particular using at least one detector.

RESUMEN DE LA INVENCIÓNSUMMARY OF THE INVENTION

El objeto de la presente invención es mejorar los sistemas de la técnica anterior. Este objeto es resuelto por la materia de las reivindicaciones independientes. Las reivindicaciones dependientes definen formas de realización preferidas.The object of the present invention is to improve the prior art systems. This object is solved by the subject of the independent claims. The dependent claims define preferred embodiments.

Los aspectos anteriores y adicionales de la presente invención serán evidentes para los expertos en la materia en vista de la descripción detallada de varias formas de realización, la cual hace referencia a los dibujos, proporcionándose a continuación una breve descripción de los mismos.The foregoing and additional aspects of the present invention will be apparent to those skilled in the art in view of the detailed description of various embodiments, which makes reference to the drawings, and a brief description thereof is given below.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Las ventajas anteriores y otras ventajas de la invención serán evidentes con la lectura de la siguiente descripción detallada y con referencia a los dibujos.The above advantages and other advantages of the invention will be apparent upon reading the following detailed description and with reference to the drawings.

La figura 1 es un diagrama de bloques funcionales de un sistema automatizado de monitorización de integración de datos;Figure 1 is a functional block diagram of an automated data integration monitoring system;

La figura 2 es un diagrama de bloques funcionales de un sistema simplificado de monitorización de energía;Figure 2 is a functional block diagram of a simplified energy monitoring system;

La figura 3 es un diagrama de bloques funcionales de un dispositivo de monitorización;Figure 3 is a functional block diagram of a monitoring device;

La figura 4 son muestras de datos de frecuencia de ejemplo de dos dispositivos de monitorización alineados;Figure 4 are samples of sample frequency data of two aligned monitoring devices;

La figura 5A es un diagrama de flujo de un algoritmo de alineación de datos;Figure 5A is a flow chart of a data alignment algorithm;

La figura 5B es un diagrama de flujo de un algoritmo de alineación de datos modificado; Figure 5B is a flow chart of a modified data alignment algorithm;

La figura 6 es un diagrama de bloques funcionales de una jerarquía simplificada con un solo alimentador principal y dos alimentadores;Figure 6 is a functional block diagram of a simplified hierarchy with a single main feeder and two feeders;

La figura 7 es un diagrama de ejemplo de un sistema de alimentación radial simple;Figure 7 is an example diagram of a simple radial feed system;

La figura 8 es un diagrama de ejemplo de un sistema de alimentación radial múltiple;Figure 8 is an example diagram of a multiple radial feed system;

Las figuras 9-11A es un diagrama de flujo de un algoritmo de jerarquía de aprendizaje automático;Figures 9-11A is a flow chart of a machine learning hierarchy algorithm;

La figura 11B es un diagrama de flujo de un algoritmo de jerarquía de aprendizaje automático;Figure 11B is a flow chart of a machine learning hierarchy algorithm;

La figura 11C es un diagrama de flujo de un algoritmo de jerarquía de aprendizaje automático modificado;Figure 11C is a flow chart of a modified machine learning hierarchy algorithm;

La figura 12 es un diagrama de flujo de un algoritmo de monitorización integrado automatizado;Figure 12 is a flow chart of an automated integrated monitoring algorithm;

La figura 13 es una ilustración diagramática de una segmentación de ejemplo de un sistema de monitorización de energía;Figure 13 is a diagrammatic illustration of an example segmentation of an energy monitoring system;

La figura 14 es una ilustración diagramática de un sistema de monitorización de energía que incluye una Ethernet, un par de pasarelas Ethernet, y múltiples dispositivos de monitorización de energía;Figure 14 is a diagrammatic illustration of an energy monitoring system that includes an Ethernet, a pair of Ethernet gateways, and multiple energy monitoring devices;

La figura 15 es una ilustración diagramática de una segmentación lógica de los dispositivos incluidos en el sistema de la figura 14 e incluye relaciones potenciales de algunos de los dispositivos basadas en voltajes medidos por los dispositivos;Figure 15 is a diagrammatic illustration of a logical segmentation of the devices included in the system of Figure 14 and includes potential relationships of some of the devices based on voltages measured by the devices;

La figura 16 es una ilustración diagramática de jerarquías de los dispositivos en cada uno de los segmentos ilustrados en la figura 15;Figure 16 is a diagrammatic illustration of hierarchies of the devices in each of the segments illustrated in Figure 15;

La figura 17 es una representación jerárquica de un sistema de monitorización de energía que comprende los dispositivos más avanzados en todos los segmentos ilustrados en la figura 15;Figure 17 is a hierarchical representation of an energy monitoring system comprising the most advanced devices in all segments illustrated in Figure 15;

La figura 18 es una representación jerárquica de un sistema de monitorización de energía que comprende todos los dispositivos en los segmentos ilustrados en la figura 15;Figure 18 is a hierarchical representation of an energy monitoring system comprising all devices in the segments illustrated in Figure 15;

La figura 19 es un diagrama de flujo de un proceso de segmentación de un sistema de monitorización de energía; La figura 20 es una representación de una parte de un sistema de monitorización de energía que indica un consumo de energía mayor que la energía entregada;Figure 19 is a flow chart of a segmentation process of an energy monitoring system; Figure 20 is a representation of a part of an energy monitoring system indicating an energy consumption greater than the energy delivered;

La figura 21 es una representación de una parte de un sistema de monitorización de energía que indica un consumo de energía menor que la energía entregada, con un medidor virtual VM que representa una carga no monitorizada; La figura 22 es una representación de una parte de un sistema de monitorización de energía que indica un consumo de energía menor que la energía entregada;Figure 21 is a representation of a part of an energy monitoring system indicating a lower energy consumption than the energy delivered, with a virtual VM meter representing an unmonitored load; Figure 22 is a representation of a part of an energy monitoring system indicating a lower energy consumption than the energy delivered;

La figura 23 es una muestra de un perfil de carga de 24 horas de un cliente;Figure 23 is a sample of a 24-hour charging profile of a customer;

La figura 24 ilustra un ejemplo de muestreo adaptativo para el perfil de carga de la figura 26;Figure 24 illustrates an example of adaptive sampling for the load profile of Figure 26;

La figura 25 es un diagrama de flujo de un proceso que implementa técnicas mejoradas de determinación y evaluación de jerarquías;Figure 25 is a flow chart of a process that implements improved techniques for determining and evaluating hierarchies;

La figura 26 es un diagrama de flujo de un proceso que busca los hijos de un dispositivo de referencia;Figure 26 is a flow chart of a process looking for the children of a reference device;

La figura 27 es una ilustración diagramática de una parte de una jerarquía de un sistema de monitorización que incluye un dispositivo huérfano representado por un dispositivo de monitorización virtual; yFigure 27 is a diagrammatic illustration of a part of a hierarchy of a monitoring system that includes an orphan device represented by a virtual monitoring device; Y

La figura 28 es una ilustración diagramática de la parte jerárquica mostrada en la figura 27 con el dispositivo huérfano colocado en la jerarquía.Figure 28 is a diagrammatic illustration of the hierarchical part shown in Figure 27 with the orphan device placed in the hierarchy.

Si bien la invención es susceptible a varias modificaciones y formas alternativas, se han mostrado formas de realización específicas a modo de ejemplo en los dibujos y serán descritas en detalle en el presente documento. Debe entenderse, sin embargo, que la invención no pretende limitarse a las formas particulares divulgadas. Más bien, la invención cubre todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que caen dentro del espíritu y alcance de la invención según lo definido por las reivindicaciones adjuntas.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments have been shown by way of example in the drawings and will be described in detail herein. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed. Rather, the invention covers all modifications, equivalents and alternatives that fall within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

DESCRIPCIÓN DETALLADADETAILED DESCRIPTION

En referencia ahora a la figura 1, generalmente se muestra un sistema de monitorización integrado de datos automatizado 100. Un sistema de suministro 102 que tiene múltiples dispositivos de monitorización M proporciona datos de cada dispositivo de monitorización M que se comunican con un sistema de alineación de datos automatizado 104 y con un sistema de clasificación jerárquica automatizado 106. Los datos son alineados automáticamente en el sistema de alineación de datos automatizado 104 de acuerdo con la presente invención y produce datos que están alineados de tal manera que representan los datos que fueron realmente observados simultáneamente por los dispositivos de monitorización M en el sistema de monitorización de energía 102. El sistema de clasificación jerárquica 106 aprende automáticamente la jerarquía de dispositivos de monitorización que están presentes en el sistema de suministro 102 y sus relaciones entre sí.Referring now to Fig. 1, an automated integrated data monitoring system 100 is generally shown. A delivery system 102 having multiple monitoring devices M provides data of each monitoring device M that communicates with an alignment system of Automated data 104 and with an automated hierarchical classification system 106. The data is automatically aligned in the automated data alignment system 104 in accordance with the present invention and produces data that is aligned such that they represent the data that was actually observed. simultaneously by the monitoring devices M in the energy monitoring system 102. The hierarchical classification system 106 automatically learns the hierarchy of monitoring devices that are present in the supply system 102 and their relationships with each other.

Una vez que los datos de cada dispositivo de monitorización M están alineados y se conoce la ubicación de cada dispositivo de monitorización, se entiende que los datos están en contexto 108. Los datos contextuales 108 pueden ser utilizados por las aplicaciones de software 110 para proporcionar y diagnosticar información útil sobre el sistema de suministro 102 más allá de lo que está generalmente disponible si los datos no están en contexto. El servicio público que se monitoriza en el sistema 102 puede ser cualquiera de los cinco servicios públicos designados por el acrónimo, WAGES (water, air, gas, electricity, or steam), o agua, aire, gas, electricidad o vapor. Cada dispositivo de monitorización mide características del sistema de suministro y cuantifica estas características en datos que pueden ser analizados por un dispositivo informático. Once the data of each monitoring device M is aligned and the location of each monitoring device is known, it is understood that the data is in context 108. The contextual data 108 can be used by the software applications 110 to provide and diagnose useful information about the delivery system 102 beyond what is generally available if the data is not in context. The public service that is monitored in system 102 can be any of the five public services designated by the acronym, WAGES (water, air, gas, electricity, or steam), or water, air, gas, electricity or steam. Each monitoring device measures characteristics of the delivery system and quantifies these characteristics in data that can be analyzed by a computer device.

Un usuario interactúa con las aplicaciones de software 110 a través de una interfaz de usuario convencional 112. Las aplicaciones de software 110 pueden estar enlazadas con otros sistemas 114, tal como un sistema de facturación, y utilizar los datos contextuales 108 para comunicar mensajes entre los otros sistemas 114 y la interfaz de usuario 112.A user interacts with software applications 110 through a conventional user interface 112. Software applications 110 may be linked to other systems 114, such as a billing system, and use contextual data 108 to communicate messages between the other systems 114 and user interface 112.

El sistema de alineación de datos 104 alinea datos, tales como voltaje/tensión, corriente, tiempo, eventos y similares, de múltiples dispositivos de monitorización M en un sistema de suministro, y es una herramienta valiosa para los usuarios. Cuando los datos procedentes de todos los dispositivos de monitorización M son alineados con el mismo punto en el tiempo en el que se produjeron los datos, éstos se pueden poner en un contexto temporal a partir del cual se pueden tomar o recomendar automáticamente decisiones adicionales sobre la configuración de hardware y software. Tal como se usa en el presente documento, un dispositivo de monitorización se refiere a cualquier elemento o aparato del sistema con la capacidad de muestrear, recopilar o medir una o más características o parámetros operacionales de un sistema de suministro 102. Cuando el sistema 102 es un sistema de monitorización de energía, el dispositivo de monitorización M puede ser un medidor que mide características eléctricas o parámetros del sistema de monitorización de energía.The data alignment system 104 aligns data, such as voltage / voltage, current, time, events and the like, of multiple monitoring devices M in a delivery system, and is a valuable tool for users. When the data from all monitoring devices M is aligned with the same point in time at which the data was produced, they can be placed in a temporary context from which additional decisions on the data can be made or automatically recommended. Hardware and software configuration. As used herein, a monitoring device refers to any element or apparatus of the system with the ability to sample, collect or measure one or more features or operational parameters of a delivery system 102. When the system 102 is An energy monitoring system, the monitoring device M can be a meter that measures electrical characteristics or parameters of the energy monitoring system.

Las técnicas de alineación de datos (que se detallan a continuación) logran al menos lo siguiente:The data alignment techniques (detailed below) achieve at least the following:

1) Alineación automatizada de datos en dispositivos de monitorización;1) Automated data alignment in monitoring devices;

2) Sincronización automática de la hora en dispositivos de monitorización;2) Automatic time synchronization on monitoring devices;

3) Alineación de datos y hora en dispositivos de monitorización ubicados en diferentes puntos de la red eléctrica (en los que el software del sistema de monitorización puede obtener datos de hora de Internet u otro servidor); y 4) Diagnosticar la identificación errónea o etiquetado incorrecto de fases en todo el sistema de energía eléctrica. En el mundo real, todas las señales eléctricas en sistemas de energía experimentan variaciones sutiles en su frecuencia y amplitud a lo largo del tiempo. Esta variación de la frecuencia y amplitud de la señal es indeterminada y única con respecto al tiempo. Cada dispositivo de monitorización ubicado en la misma red de suministro experimentará simultáneamente las mismas variaciones de frecuencia. El análisis de datos procedentes de los dispositivos de monitorización que están enlazados directamente entre sí en la jerarquía revelará una correlación en sus variaciones de amplitud. El análisis de las variaciones de frecuencia y amplitud de la señal se utiliza para alinear con precisión los datos de un dispositivo de monitorización con respecto a otro dispositivo (o todos los dispositivos de monitorización entre sí) en el sistema de alineación de datos 104. Los detalles del sistema de alineación de datos 104 se comentan a continuación.3) Alignment of data and time in monitoring devices located in different points of the electricity network (in which the monitoring system software can obtain time data from the Internet or another server); and 4) Diagnose misidentification or incorrect phase labeling in the entire electrical power system. In the real world, all electrical signals in energy systems experience subtle variations in their frequency and amplitude over time. This variation in the frequency and amplitude of the signal is indeterminate and unique with respect to time. Each monitoring device located in the same supply network will experience the same frequency variations simultaneously. The analysis of data from monitoring devices that are directly linked to each other in the hierarchy will reveal a correlation in their amplitude variations. The analysis of the variations in frequency and amplitude of the signal is used to accurately align the data of a monitoring device with respect to another device (or all monitoring devices with each other) in the data alignment system 104. The Details of the data alignment system 104 are discussed below.

Las técnicas de alineación de datos permiten alinear todos los dispositivos de monitorización M en una jerarquía de sistema de suministro de energía eléctrica con el cruce por cero de los tres voltajes de fase sin el uso de hardware adicional. El sistema también anticipa los posibles desplazamientos de fase entre varios dispositivos de monitorización, por ejemplo, los causados por ciertas configuraciones de transformadores. Una vez que los datos de los dispositivos de monitorización son alineados entre sí, los datos del sistema están esencialmente alineados con respecto al momento en que se produjeron, lo que hace que sea posible realizar análisis de datos más complejos. En la figura 2 se muestra una configuración simplificada de un sistema de monitorización de energía 120. El sistema de monitorización de energía 120 incluye un principal 122 conectado a una primera carga 124 mediante un primer alimentador y a una segunda carga 126 mediante un segundo alimentador. Los dispositivos de monitorización 128, 130 miden características o parámetros eléctricos asociados con el primer y segundo alimentador, respectivamente. Cada dispositivo de monitorización 128, 130 está acoplado de forma comunicativa a un dispositivo informático 132. El primer dispositivo de monitorización 128 puede ser un medidor de energía (o un medidor eléctrico), tal como se muestra en la figura 3. El dispositivo de monitorización 128 incluye un controlador 134, firmware 136, una memoria 138, una interfaz de comunicaciones 140 y unos conectores de conductores de voltaje trifásico 142a,b,c, que se conectan a los conductores de voltaje de fase Va , V b y Vc, respectivamente, y están acoplados al controlador 134. Los conectores de conductores de corriente trifásica 143a,b,c, que se conectan a los conductores de corriente de fase Ia, Ib e Ic, respectivamente, están acoplados opcionalmente al controlador 134. El firmware 136 incluye instrucciones de máquina para hacer que el controlador realice las operaciones necesarias para el dispositivo de monitorización. La memoria 138 es utilizada por el controlador 134 para almacenar datos de parámetros eléctricos medidos por el dispositivo de monitorización 128.Data alignment techniques allow all M monitoring devices to be aligned in a hierarchy of power supply system with zero crossing of the three phase voltages without the use of additional hardware. The system also anticipates possible phase shifts between various monitoring devices, for example, those caused by certain transformer configurations. Once the data from the monitoring devices are aligned with each other, the system data is essentially aligned with respect to the moment in which they were produced, which makes it possible to perform more complex data analysis. A simplified configuration of an energy monitoring system 120 is shown in Figure 2. The energy monitoring system 120 includes a main 122 connected to a first load 124 by a first feeder and a second load 126 by a second feeder. The monitoring devices 128, 130 measure electrical characteristics or parameters associated with the first and second feeder, respectively. Each monitoring device 128, 130 is communicatively coupled to a computing device 132. The first monitoring device 128 may be an energy meter (or an electric meter), as shown in Figure 3. The monitoring device 128 includes a controller 134, firmware 136, a memory 138, a communications interface 140 and three-phase voltage conductor connectors 142a, b, c, which are connected to the phase voltage conductors V a , V b and V c , respectively, and are coupled to controller 134. The three-phase current conductor connectors 143a, b, c, which are connected to phase current conductors I a , I b and I c , respectively, are optionally coupled to controller 134 Firmware 136 includes machine instructions to make the controller perform the necessary operations for the monitoring device. Memory 138 is used by controller 134 to store electrical parameter data measured by monitoring device 128.

El dispositivo de monitorización 128 recibe instrucciones procedentes del dispositivo informático 132 a través de la interfaz de comunicaciones 140. Estas instrucciones incluyen instrucciones que hacen que el controlador 134 marque el contaje de ciclos, para empezar a almacenar datos de parámetros eléctricos, o transmitir al software del sistema de monitorización 132 datos de parámetros eléctricos almacenados en la memoria 138. Los datos de parámetros eléctricos pueden incluir cualquier dato adquirido por los dispositivos de monitorización, incluyendo cualquier combinación de variaciones de frecuencia, variaciones de amplitud y variaciones de fase. The monitoring device 128 receives instructions from the computing device 132 through the communications interface 140. These instructions include instructions that cause the controller 134 to dial the cycle count, to begin storing electrical parameter data, or transmitting to the software of the monitoring system 132 electrical parameter data stored in memory 138. The electrical parameter data may include any data acquired by the monitoring devices, including any combination of frequency variations, amplitude variations and phase variations.

Se utiliza un algoritmo para alinear de forma precisa, automática y temporal los datos procedentes de múltiples dispositivos de monitorización con respecto al mismo cruce por cero de voltaje. Otros aspectos de alineación de datos que se comentan a continuación se basan en esta capacidad. La alineación de datos es facilitada por la funcionalidad en tanto el dispositivo de monitorización 128 como el software del sistema de monitorización que se ejecuta en el dispositivo informático 132, y los requisitos de cada uno de ellos serán comentados individualmente. La recogida y análisis parcial de datos se realizan en el dispositivo de monitorización 128.An algorithm is used to accurately, automatically and temporally align the data from multiple monitoring devices with respect to the same voltage zero crossing. Other aspects of data alignment discussed below are based on this capability. The alignment of data is facilitated by the functionality in both the monitoring device 128 and the monitoring system software running in the computing device 132, and the requirements of each of them will be discussed individually. The collection and partial analysis of data are carried out in the monitoring device 128.

Desde el momento en que el dispositivo de monitorización 128 es alimentado con energía, se realiza un contaje de ciclos de las señales de voltaje medidas. El contaje de ciclos es iterado secuencialmente con cada cruce por cero de voltaje positivo (o, alternativamente, cada cruce por cero de voltaje negativo). Como el dispositivo de monitorización 128 mide las variaciones de frecuencia y amplitud del voltaje y la corriente de un ciclo a otro, se realiza una comparación con sus respectivos valores nominales. Las variaciones de frecuencia y amplitud y contaje de ciclos asociados son monitorizados por el firmware del dispositivo 136. El tiempo/hora del dispositivo de monitorización asociado en cualquier contaje de ciclos especificado se puede almacenar en la memoria 138.From the moment that the monitoring device 128 is supplied with energy, a cycle count of the measured voltage signals is performed. Cycle counting is iterated sequentially with each zero crossing of positive voltage (or, alternatively, each zero crossing of negative voltage). As the monitoring device 128 measures the variations in frequency and amplitude of the voltage and current from one cycle to another, a comparison is made with their respective nominal values. Variations in frequency and amplitude and associated cycle count are monitored by the firmware of device 136. The time / time of the associated monitoring device in any specified cycle count can be stored in memory 138.

El software del sistema de monitorización ejecutado por el dispositivo informático 132 inicia la alineación de los datos asociados con múltiples dispositivos de monitorización enviando un comando global a todos los dispositivos de monitorización 128, 130 del sistema de monitorización de energía 120 para marcar el contaje de ciclos, el tiempo y almacenar en búfer una cantidad predeterminada de datos ciclo por ciclo.The monitoring system software executed by the computing device 132 initiates the alignment of the data associated with multiple monitoring devices by sending a global command to all the monitoring devices 128, 130 of the energy monitoring system 120 to mark the cycle count , time and buffer a predetermined amount of data cycle by cycle.

Esta cantidad predeterminada de datos se establece en base al número de dispositivos de monitorización en el sistema de monitorización de energía, los retardos en el tiempo de comunicaciones en el sistema de monitorización de energía y la magnitud de las variaciones de frecuencia y amplitud. Una vez finalizado el almacenamiento en búfer, los dispositivos de monitorización 128, 130 transmiten sus datos almacenados en búfer al dispositivo informático 132.This predetermined amount of data is established based on the number of monitoring devices in the energy monitoring system, the delays in the communication time in the energy monitoring system and the magnitude of the frequency and amplitude variations. Once the buffering is finished, the monitoring devices 128, 130 transmit their buffered data to the computing device 132.

Una vez que los datos son recopilados por los dispositivos de monitorización 128,130, el software del sistema de monitorización sube/carga los datos almacenados para su análisis. Es probable que haya un desfase de tiempo en los datos almacenados en el búfer de cada dispositivo de monitorización porque es probable que los dispositivos de monitorización del sistema no comiencen a almacenar en el búfer los datos simultáneamente debido a retardos en el tiempo de comunicaciones en el sistema de monitorización de energía y retardos internos en el tiempo dentro de los dispositivos de monitorización. Los datos almacenados en el búfer son analizados por el software del sistema de monitorización en el dispositivo informático 132 para localizar la mayor correlación en frecuencia entre todos los dispositivos de monitorización 128, 130. Generalmente, la mayor correlación se localiza deslizando los datos de frecuencia almacenados en el búfer de un dispositivo de monitorización con respecto a otro hasta que las variaciones de frecuencia son alineadas entre sí como se muestra en la figura 4.Once the data is collected by the 128,130 monitoring devices, the monitoring system software uploads / loads the stored data for analysis. It is likely that there is a time lag in the data stored in the buffer of each monitoring device because it is likely that the system monitoring devices do not begin to buffer the data simultaneously due to delays in the communication time in the Energy monitoring system and internal time delays within the monitoring devices. The data stored in the buffer is analyzed by the monitoring system software in the computing device 132 to locate the highest frequency correlation among all monitoring devices 128, 130. Generally, the highest correlation is located by sliding the stored frequency data in the buffer of one monitoring device with respect to another until the frequency variations are aligned with each other as shown in Figure 4.

Los datos de frecuencia 360 para el dispositivo de monitorización 128 se "deslizan" en relación con los datos de frecuencia 362 para el dispositivo de monitorización 130 hasta que se alinean los datos de frecuencia para cada dispositivo. Así, el cruce por cero asociado con At1 del dispositivo de monitorización 128 es alineado con el cruce por cero asociado con At1 del dispositivo de monitorización 130, el cruce por cero asociado con At2 del dispositivo de monitorización 128 es alineado con el cruce por cero asociado con At2 del dispositivo de monitorización 130, y así sucesivamente. Los algoritmos de correlación cruzada para el "deslizamiento" relativo de dos conjuntos de datos entre sí hasta que están alineados se comentan con más detalle a continuación en relación con las figuras 5A y 5B. Una vez que los datos almacenados en buffer están alineados, el contaje de ciclos del primer dispositivo de monitorización 128 es asociado con el contaje de ciclos del segundo dispositivo de monitorización 130 en el software del dispositivo informático 132. Opcionalmente, el tiempo del dispositivo de monitorización de a bordo también puede ser alineado o asociado entre sí. Este proceso se repite para cada dispositivo de monitorización del sistema de monitorización de energía 120 hasta que todos los contajes de ciclos de los dispositivos son asociados entre sí. Durante el proceso de alineación de datos, el software del sistema de monitorización del dispositivo informático 132 construye una matriz del contaje de ciclos y tiempo de cada dispositivo entre sí y del tiempo en el dispositivo informático 132.The frequency data 360 for the monitoring device 128 is "slipped" in relation to the frequency data 362 for the monitoring device 130 until the frequency data for each device is aligned. Thus, the zero crossing associated with At 1 of the monitoring device 128 is aligned with the zero crossing associated with At 1 of the monitoring device 130, the zero crossing associated with At 2 of the monitoring device 128 is aligned with the crossing by zero associated with At 2 of the monitoring device 130, and so on. The cross-correlation algorithms for the relative "slippage" of two sets of data with each other until they are aligned are discussed in more detail below in relation to Figures 5A and 5B. Once the data stored in buffer is aligned, the cycle count of the first monitoring device 128 is associated with the cycle count of the second monitoring device 130 in the software of the computing device 132. Optionally, the time of the monitoring device On board can also be aligned or associated with each other. This process is repeated for each monitoring device of the energy monitoring system 120 until all the device cycle counts are associated with each other. During the data alignment process, the software of the monitoring system of the computing device 132 constructs an array of the cycle and time counting of each device with each other and of the time in the computing device 132.

Aunque la figura 2 muestra un sistema simplificado de monitorización de energía 120 con sólo dos dispositivos de monitorización 128, 130, la alineación de datos puede ser aplicada a cualquier sistema de monitorización de energía 120 de cualquier complejidad con múltiples niveles jerárquicos, tal como el diagrama de línea única que se muestra en la figura 7. Para facilitar la ilustración y la discusión, sólo se han comentado dos dispositivos de monitorización 128, 130.Although Figure 2 shows a simplified energy monitoring system 120 with only two monitoring devices 128, 130, the data alignment can be applied to any energy monitoring system 120 of any complexity with multiple hierarchical levels, such as the diagram single line shown in Figure 7. To facilitate illustration and discussion, only two monitoring devices 128, 130 have been discussed.

Una vez que los datos de los dos dispositivos de monitorización 128, 130 están alineados entre sí, normalmente no hay necesidad de realinear los datos de nuevo a menos que un dispositivo de monitorización pierda su señal de voltaje o sea reiniciado por sí mismo. En estos casos, sólo es necesario realinear los dispositivos de monitorización que pierden su señal de voltaje o que son reiniciados. La técnica de alineación de datos puede ser iniciada por un evento, tal como una condición de sobre-voltaje o sub-voltaje, la conexión o desconexión de una carga al sistema de monitorización de energía, un cambio en las características del voltaje, corriente, o una carga, un reinicio de un dispositivo de monitorización o una pérdida de energía. La técnica de alineación de datos también puede ser iniciada automáticamente por el software de monitorización o manualmente por el usuario.Once the data of the two monitoring devices 128, 130 are aligned with each other, there is normally no need to realign the data again unless a monitoring device loses its signal. voltage that is reset by itself. In these cases, it is only necessary to realign the monitoring devices that lose their voltage signal or are reset. The data alignment technique can be initiated by an event, such as an over-voltage or under-voltage condition, the connection or disconnection of a load to the energy monitoring system, a change in the characteristics of the voltage, current, or a load, a reset of a monitoring device or a loss of energy. The data alignment technique can also be initiated automatically by the monitoring software or manually by the user.

Volviendo ahora a la figura 5A, se muestra un diagrama de flujo, que puede ser implementado como un algoritmo de alineación de datos 180 ejecutado por el dispositivo informático 132, para realizar un algoritmo de alineación de datos 180 que comienza enviando un mensaje a los dispositivos de monitorización (tales como los dispositivos de monitorización 128, 130) para comenzar a almacenar datos en búfer (200) hasta que se completa el almacenamiento en búfer (202). El dispositivo informático 132 lee los datos procedentes de cada dispositivo (204). Los datos representan, en un aspecto, datos de parámetros eléctricos tales como variaciones en la frecuencia (fundamental), variaciones en la amplitud y variaciones en la fase. Preferiblemente, los datos representan variaciones en la frecuencia fundamental. La frecuencia fundamental es un criterio preferido porque permanece invariable en todo el sistema de monitorización de energía, incluso si hay transformadores presentes en el sistema. La amplitud y las fases pueden variar cuando hay transformadores presentes en el sistema; sin embargo, el sistema descrito en este documento contempla el uso de información de amplitud y fase como criterio.Turning now to Figure 5A, a flow chart is shown, which can be implemented as a data alignment algorithm 180 executed by the computing device 132, to perform a data alignment algorithm 180 that begins by sending a message to the devices. monitoring (such as monitoring devices 128, 130) to start buffering data (200) until buffering (202) is completed. The computing device 132 reads the data from each device (204). The data represent, in one aspect, data of electrical parameters such as variations in the frequency (fundamental), variations in the amplitude and variations in the phase. Preferably, the data represents variations in the fundamental frequency. The fundamental frequency is a preferred criterion because it remains unchanged throughout the energy monitoring system, even if there are transformers present in the system. The amplitude and phases may vary when transformers are present in the system; however, the system described in this document contemplates the use of amplitude and phase information as criteria.

El dispositivo informático 132 selecciona un dispositivo de monitorización de referencia (206) tal como el dispositivo de monitorización 128 y luego selecciona un dispositivo de monitorización para analizar (208) tal como el dispositivo de monitorización 130. Entonces, los datos procedentes de los dispositivos de monitorización 128, 130 son correlacionados entre sí (210), y el contaje de ciclos y las relaciones de tiempo de cada dispositivo son incluidos en una matriz (212). La correlación cruzada es realizada por un algoritmo de correlación cruzada convencional, preferiblemente como el que se proporciona a continuación en la Ecuación 1.The computing device 132 selects a reference monitoring device (206) such as the monitoring device 128 and then selects a monitoring device to analyze (208) such as the monitoring device 130. Then, the data from the monitoring devices Monitoring 128, 130 are correlated with each other (210), and the cycle count and time relationships of each device are included in a matrix (212). Cross-correlation is performed by a conventional cross-correlation algorithm, preferably as provided in Equation 1 below.

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El coeficiente de correlación está representado por r(d), siendo el retardo (offset o desplazamiento) representado por d, en el que -1 <= r(d) <= 1 para dos series x(i) e y(i) que representan los respectivos datos procedentes de los dispositivos de monitorización 128, 130; y mx y my son los medios de las correspondientes series x(i) e y(i). Según un aspecto, el algoritmo de correlación es un algoritmo de correlación circular en el que los índices fuera de rango son "envueltos" de nuevo dentro del rango. En otro aspecto, el algoritmo de correlación es un algoritmo de correlación lineal en el que se repite cada serie. En otros aspectos, el algoritmo de correlación es un algoritmo de correspondencia de patrones o un algoritmo de búsqueda de texto.The correlation coefficient is represented by r (d), the delay (offset or offset) being represented by d, in which -1 <= r (d) <= 1 for two series x (i) ey (i) that they represent the respective data from the monitoring devices 128, 130; and mx and my are the means of the corresponding series x (i) and y (i). According to one aspect, the correlation algorithm is a circular correlation algorithm in which out-of-range indexes are "wrapped" back into the range. In another aspect, the correlation algorithm is a linear correlation algorithm in which each series is repeated. In other aspects, the correlation algorithm is a pattern matching algorithm or a text search algorithm.

Después de la correlación cruzada, el dispositivo informático 132 comprueba si se han analizado todos los dispositivos de monitorización (214) y, en caso afirmativo, procede a comprobar el cableado de los conductores de fase. En muchos casos, los conductores de fase pueden estar mal identificados en un sistema eléctrico por el contratista que los instaló. Por ejemplo, la fase que se identifica como "fase A" en el equipo de conmutación principal puede estar identificada como "fase B" en la carga. Esta identificación errónea de la nomenclatura de los conductores de fase puede dar lugar a confusión, e incluso suponer un peligro para la seguridad.After cross correlation, the computer device 132 checks if all the monitoring devices (214) have been analyzed and, if so, proceeds to check the wiring of the phase conductors. In many cases, phase conductors may be misidentified in an electrical system by the contractor that installed them. For example, the phase that is identified as "phase A" in the main switching equipment may be identified as "phase B" in the load. This misidentification of the nomenclature of the phase conductors can lead to confusion, and even pose a safety hazard.

Para mitigar este peligro, el dispositivo informático 132 analiza los datos de voltaje (o corriente) muestreando datos al voltaje (o corriente) de cruce por cero de un canal de referencia en cada dispositivo de monitorización (216). El dispositivo informático 132 determina si el cableado es correcto (218) determinando si los valores de los datos muestreados son cero, negativo o positivo y, en base a esos valores, asignando notaciones de fase (tales como A, B o C) para cada canal de referencia. Si todos los dispositivos de monitorización son identificados con precisión, los valores de los datos de la fase A deberían ser aproximadamente cero. Si los valores de los datos son negativos, entonces la fase en cuestión es la "Fase B" para una rotación de fase ABC. Si los valores de los datos son positivos, entonces la fase en cuestión es la "fase C" para una rotación de fase ABC. El usuario es notificado (220) sobre si el cableado es correcto. Una vez que se ha determinado la notación de fase adecuada para cada dispositivo de monitorización (222), el dispositivo informático 132 puede permitir al usuario corregir la notación de fase mal identificada en cualquiera o todos los dispositivos de monitorización. Los ejemplos de diagnóstico de fase son aplicables tanto a las entradas de voltaje como a las entradas de corriente.To mitigate this danger, the computing device 132 analyzes the voltage (or current) data by sampling data at the zero crossing voltage (or current) of a reference channel in each monitoring device (216). The computing device 132 determines if the wiring is correct (218) by determining whether the values of the sampled data are zero, negative or positive and, based on those values, assigning phase notations (such as A, B or C) for each reference channel If all monitoring devices are accurately identified, the data values of phase A should be approximately zero. If the data values are negative, then the phase in question is "Phase B" for an ABC phase rotation. If the data values are positive, then the phase in question is the "phase C" for an ABC phase rotation. The user is notified (220) about whether the wiring is correct. Once the appropriate phase notation for each monitoring device (222) has been determined, the computing device 132 may allow the user to correct the misidentified phase notation in any or all of the monitoring devices. The examples of phase diagnostics are applicable to both voltage inputs and current inputs.

La figura 5B ilustra un diagrama de flujo para realizar un proceso en el cual un dispositivo informático 132 suministra instrucciones a cada dispositivo de monitorización del sistema de monitorización de energía 120 para que almacene datos sobre una base de ciclo por ciclo (250) por un número predeterminado de ciclos, preferiblemente entre alrededor de 1.000 y alrededor de 10.000 ciclos. Cuando los dispositivos de monitorización han almacenado una cantidad suficiente de datos, el dispositivo informático 132 recibe los datos procedentes de los dispositivos de monitorización (252) y selecciona un dispositivo de monitorización de referencia (254). Utilizando un algoritmo de correlación cruzada convencional como el de la ecuación 1 anterior, el dispositivo informático 132 calcula un coeficiente de correlación r(d) entre al menos una parte de los datos (por ejemplo, unos 400 ciclos) del dispositivo de monitorización de referencia y los datos de un segundo dispositivo de monitorización (256). El coeficiente de correlación calculado es almacenado, y los datos del segundo dispositivo de monitorización son desplazados en un ciclo con respecto al dispositivo de referencia (258).Figure 5B illustrates a flowchart for performing a process in which a computing device 132 supplies instructions to each monitoring device of the energy monitoring system 120 to store data on a cycle-by-cycle basis (250) by a number predetermined cycles, preferably between around 1,000 and around 10,000 cycles. When the monitoring devices have stored a sufficient amount of data, the computing device 132 receives the data from the monitoring devices (252) and selects a reference monitoring device (254). Using a conventional cross-correlation algorithm such as that in equation 1 above, the computing device 132 calculates a correlation coefficient r (d) between at least a part of the data (for example, about 400 cycles) of the reference monitoring device and the data of a second monitoring device (256). The calculated correlation coefficient is stored, and the data of the second monitoring device is shifted in a cycle with respect to the reference device (258).

Como se mencionó anteriormente, los índices fuera de rango pueden ser envueltos de nuevo dentro del rango de acuerdo a un algoritmo de correlación circular o los índices pueden ser repetidos de acuerdo a un algoritmo de correlación lineal. Se calcula un coeficiente de correlación utilizando los datos desplazados (260) y, si no se requieren más desplazamientos (262), los datos del segundo dispositivo de monitorización se alinean con los datos del dispositivo de referencia en el punto en el que se calcula el coeficiente máximo de correlación o en el que el coeficiente de correlación supera un valor umbral, tal como 0,5 (264). Debe tenerse en cuenta que cuando el coeficiente de correlación r(d) es cercano a 1,0, el algoritmo puede finalizar sin realizar más desplazamientos.As mentioned earlier, out-of-range indices can be wrapped again within the range according to a circular correlation algorithm or the indices can be repeated according to a linear correlation algorithm. A correlation coefficient is calculated using the displaced data (260) and, if no further displacements (262) are required, the data of the second monitoring device is aligned with the data of the reference device at the point at which the maximum correlation coefficient or in which the correlation coefficient exceeds a threshold value, such as 0.5 (264). It should be taken into account that when the correlation coefficient r (d) is close to 1.0, the algorithm can end without further displacements.

El dispositivo informático 132 sincroniza los relojes del segundo dispositivo de monitorización y del dispositivo de referencia en el punto de alineación (266). El dispositivo informático 132 lee el contaje de ciclos de cada dispositivo de monitorización y la hora del reloj de a bordo del dispositivo de monitorización asociado. La hora del reloj de a bordo y el contaje de ciclos de un dispositivo de monitorización pueden desviarse entre sí debido a las limitaciones del reloj de a bordo. Una vez que los datos están alineados, el contaje de ciclos se considera la referencia absoluta para un dispositivo de monitorización. Debido a la desviación del reloj, puede ser necesario volver a leer el tiempo asociado con el contaje de ciclos de un dispositivo periódicamente para restablecer el tiempo/hora del dispositivo. El software del dispositivo informático 132 actualizará entonces la matriz que contiene la información horaria del dispositivo de monitorización.The computing device 132 synchronizes the clocks of the second monitoring device and the reference device at the alignment point (266). The computing device 132 reads the cycle count of each monitoring device and the time of the on-board clock of the associated monitoring device. The time of the on-board clock and the cycle count of a monitoring device may deviate from each other due to the limitations of the on-board clock. Once the data is aligned, the cycle count is considered the absolute reference for a monitoring device. Due to the deviation of the clock, it may be necessary to re-read the time associated with the counting of cycles of a device periodically to reset the time / time of the device. The software of the computing device 132 will then update the matrix containing the time information of the monitoring device.

Otra capacidad de esta función es permitir que todos los relojes de los dispositivos de monitorización de a bordo se reinicien periódicamente al mismo valor para proporcionar una hora estándar para todo el sistema de monitorización de energía. Preferiblemente, la hora/tiempo dentro del software del sistema de monitorización (que se ejecuta en el dispositivo informático) es ajustada de acuerdo con una referencia de tiempo absoluta. Una vez ajustada la hora del dispositivo informático, el software del sistema de monitorización reajusta la hora de todos los dispositivos de monitorización consecuentemente. En este ejemplo, los datos y la hora de cada dispositivo de monitorización y el software se alinearían con mayor precisión con la referencia temporal/horaria absoluta.Another capability of this function is to allow all clocks of on-board monitoring devices to be periodically reset to the same value to provide a standard time for the entire energy monitoring system. Preferably, the time / time within the monitoring system software (running on the computing device) is adjusted according to an absolute time reference. After setting the time of the computing device, the monitoring system software resets the time of all monitoring devices accordingly. In this example, the data and time of each monitoring device and the software would align more precisely with the absolute time / time reference.

Cuando no hay más dispositivos de monitorización que alinear (268), el procedimiento termina. En un ejemplo alternativo, se alinean todos los datos del dispositivo de monitorización antes de que los relojes sean sincronizados (266).When there are no more monitoring devices to align (268), the procedure ends. In an alternative example, all the data of the monitoring device is aligned before the clocks are synchronized (266).

Otra ventaja de las técnicas de alineación de datos es la capacidad de alinear datos y tiempo en diferentes puntos de la red de suministro. Si los dispositivos de monitorización están situados en dos puntos diferentes de la misma red de suministro eléctrico, es posible alinear los dispositivos de monitorización entre sí. En este ejemplo, primero se alinean los dispositivos de monitorización en cada ubicación geográfica entre sí. El software que gestiona todos los sistemas se utiliza como referencia temporal absoluta para todos los sistemas, lo que les proporciona un punto de referencia común.Another advantage of data alignment techniques is the ability to align data and time at different points in the supply network. If the monitoring devices are located at two different points of the same power supply network, it is possible to align the monitoring devices with each other. In this example, the monitoring devices are aligned first at each geographic location with each other. The software that manages all systems is used as an absolute time reference for all systems, which provides them with a common reference point.

En referencia de nuevo a la figura 1, el sistema de monitorización integrado 100 incluye el sistema de clasificación jerárquica 106. Tener un conocimiento profundo de la disposición de un sistema de energía eléctrica es esencial para entender y caracterizar el sistema. Los medidores de energía normalmente sólo proporcionan los parámetros operacionales del sistema eléctrico, pero no proporcionan información sobre cómo se relacionan entre sí los parámetros en los diferentes puntos de control del sistema eléctrico. Tener la jerarquía de un sistema eléctrico coloca los parámetros operacionales de múltiples dispositivos de monitorización en un contexto espacial entre sí. Este contexto espacial le da al usuario una herramienta más poderosa para resolver problemas del sistema, mejorar la eficiencia del sistema, pronosticar fallos y degradación, localizar la fuente de las perturbaciones, o modelar las respuestas del sistema.Referring again to Figure 1, the integrated monitoring system 100 includes the hierarchical classification system 106. Having a thorough knowledge of the arrangement of an electrical energy system is essential to understand and characterize the system. Energy meters normally only provide the operational parameters of the electrical system, but do not provide information on how the parameters relate to each other at the different control points of the electrical system. Having the hierarchy of an electrical system places the operational parameters of multiple monitoring devices in a spatial context with each other. This spatial context gives the user a more powerful tool to solve system problems, improve system efficiency, predict failures and degradation, locate the source of disturbances, or model system responses.

El sistema de clasificación jerárquica 106 permite al software del sistema de monitorización recopilar datos procedentes del dispositivo de monitorización del sistema de suministro 102, y determinar automáticamente la jerarquía del sistema de suministro 102 con poca o ninguna entrada de usuario. El nivel de detalle dado por el sistema de clasificación jerárquica 106 es correlacionado directamente con el número y el alcance de los dispositivos de monitorización en el sistema de suministro 102. A medida que se añaden dispositivos de monitorización suplementarios, el algoritmo jerárquico de aprendizaje automático permite que sean incorporados automáticamente a la estructura jerárquica determinada. The hierarchical classification system 106 allows the monitoring system software to collect data from the monitoring system of the supply system 102, and automatically determine the hierarchy of the supply system 102 with little or no user input. The level of detail given by the hierarchical classification system 106 is directly correlated with the number and scope of the monitoring devices in the delivery system 102. As supplementary monitoring devices are added, the hierarchical machine learning algorithm allows that are automatically incorporated into the determined hierarchical structure.

Una jerarquía de nodos se basa en una relación que determina que un nodo es siempre mayor que otro nodo, cuando los nodos están relacionados. La relación de una jerarquía puede enlazar o interrelacionar elementos de una de estas tres maneras: directa, indirecta o sin relación. En la figura 6 se muestra una ilustración de una relación o interrelación directa entre una Carga2310 y un Alimentado^ 306. Por el contrario, existe un enlace indirecto entre Carga2310 y Principan 302. Finalmente, no existe una conexión efectiva entre Carga1308 y Carga2310 ni entre el Alimentado^ 304 y el Alimentado^ 306.A hierarchy of nodes is based on a relationship that determines that a node is always larger than another node, when the nodes are related. The relationship of a hierarchy can link or interrelate elements in one of three ways: direct, indirect or unrelated. Figure 6 shows an illustration of a direct relationship or interrelation between a Load 2 310 and a Power Supply ^ 306. On the contrary, there is an indirect link between Load 2 310 and Principan 302. Finally, there is no effective connection between Load 1 308 and Load 2 310 or between the Powered ^ 304 and the Powered ^ 306.

En el caso de una jerarquía de sistema de energía, el objetivo es ordenar los elementos del sistema de energía para que representen el verdadero esquema de conexión del sistema de energía. La determinación de la jerarquía de un sistema eléctrico proporciona información importante que puede utilizarse para resolver problemas, aumentar el rendimiento del equipo y del sistema, mejorar la seguridad y ahorrar dinero. El nivel de detalle contenido en la jerarquía de un sistema de energía dependerá tanto del número de elementos o nodos que están siendo monitorizados como de la capacidad del nodo para proporcionar retroalimentación al algoritmo de jerarquía de aprendizaje automático en el software del sistema de monitorización que se ejecuta en el dispositivo informático 132. Generalmente, el sistema de clasificación jerárquica 106 utiliza un algoritmo de jerarquía de aprendizaje automático en el software del sistema de monitorización que se basa en reglas y procedimientos estadísticos. Periódicamente, el software del sistema de monitorización sondea cada dispositivo de monitorización en el sistema de suministro 102 para determinar ciertas características o parámetros del sistema de suministro 102 en ese nodo (representado por el dispositivo de monitorización M). Se toman múltiples muestras de parámetros especificados de cada medidor del sistema en el mismo punto en el tiempo. Una vez que se han recopilado los datos de parámetros de cada nodo M en el sistema de suministro 102, el algoritmo de jerarquía de aprendizaje automático analiza los datos y rastrea las relaciones o enlaces entre los dispositivos de monitorización con respecto al momento en que se tomó la muestra de datos y el valor asociado de la muestra de datos. Este análisis puede realizarse periódicamente para aumentar la probabilidad de que la jerarquía sea precisa, o para determinar cualquier cambio en la jerarquía. Una vez que este proceso iterativo alcanza un nivel predeterminado de confianza estadística de que la disposición determinada del sistema de suministro 102 es correcta, finaliza el algoritmo de jerarquía de aprendizaje automático. La disposición final del sistema de suministro 102 es presentada al usuario para su aprobación. A medida que cada uno de los datos de cada dispositivo de monitorización es evaluado a lo largo del tiempo (el período de aprendizaje) con respecto a todos los demás dispositivos de monitorización que utilizan el algoritmo de jerarquía de aprendizaje automático, se determina una disposición básica de la estructura jerárquica del sistema de suministro 102 en base a los puntos de monitorización disponibles. En este sentido, el algoritmo utiliza las tendencias históricas de los datos procedentes de cada dispositivo de monitorización, y se comparan esas tendencias para determinar si existe alguna interrelación (enlace) entre los dispositivos de monitorización. Se puede determinar una estructura jerárquica más detallada con más puntos de monitorización disponibles para el análisis.In the case of an energy system hierarchy, the objective is to order the elements of the energy system to represent the true connection scheme of the energy system. Determining the hierarchy of an electrical system provides important information that can be used to solve problems, increase equipment and system performance, improve security and save money. The level of detail contained in the hierarchy of an energy system will depend both on the number of elements or nodes that are being monitored and the ability of the node to provide feedback to the machine learning hierarchy algorithm in the monitoring system software that is runs on the computing device 132. Generally, the hierarchical classification system 106 uses a machine learning hierarchy algorithm in the monitoring system software that is based on statistical rules and procedures. Periodically, the monitoring system software polls each monitoring device in the delivery system 102 to determine certain characteristics or parameters of the delivery system 102 in that node (represented by the monitoring device M). Multiple samples of specified parameters are taken from each system meter at the same point in time. Once the parameter data of each node M has been collected in the delivery system 102, the machine learning hierarchy algorithm analyzes the data and tracks the relationships or links between the monitoring devices with respect to the moment at which it was taken the data sample and the associated value of the data sample. This analysis can be performed periodically to increase the probability that the hierarchy is accurate, or to determine any changes in the hierarchy. Once this iterative process reaches a predetermined level of statistical confidence that the determined provision of the delivery system 102 is correct, the machine learning hierarchy algorithm ends. The final provision of the delivery system 102 is presented to the user for approval. As each of the data of each monitoring device is evaluated over time (the learning period) with respect to all other monitoring devices that use the machine learning hierarchy algorithm, a basic arrangement is determined of the hierarchical structure of the supply system 102 based on the available monitoring points. In this sense, the algorithm uses the historical trends of the data from each monitoring device, and these trends are compared to determine if there is any interrelation (link) between the monitoring devices. A more detailed hierarchical structure can be determined with more monitoring points available for analysis.

Un beneficio del algoritmo de jerarquía de aprendizaje automático es proporcionar automáticamente una estructura jerárquica básica de un sistema de suministro que está siendo monitorizado con un mínimo input de usuario o ninguno. La jerarquía puede ser utilizada como una herramienta para la evaluación por otros sistemas 114. Otra ventaja es que se mejora la precisión de la sincronización en el tiempo entre los dispositivos de monitorización y el software del sistema de monitorización.A benefit of the machine learning hierarchy algorithm is to automatically provide a basic hierarchical structure of a supply system that is being monitored with minimal user input or none. The hierarchy can be used as a tool for evaluation by other systems 114. Another advantage is that the accuracy of time synchronization between the monitoring devices and the monitoring system software is improved.

En un ejemplo en el que el sistema de suministro 102 es un sistema de monitorización de energía, se toman muestras de parámetros eléctricos específicos (tales como potencia, voltaje, corriente, o similares) simultáneamente de cada dispositivo de monitorización en el sistema de monitorización de energía. Estos datos de parámetros se almacenan y analizan con respecto al momento en que se toma la muestra, el valor asociado del punto de datos, y el dispositivo de monitorización que proporciona los datos.In an example in which the supply system 102 is an energy monitoring system, samples of specific electrical parameters (such as power, voltage, current, or the like) are taken simultaneously from each monitoring device in the energy monitoring system. Energy. This parameter data is stored and analyzed with respect to the moment at which the sample is taken, the associated value of the data point, and the monitoring device that provides the data.

Los datos tomados de cada dispositivo de monitorización en el sistema de monitorización de energía son comparados entre sí para determinar si existe alguna correlación entre los dispositivos de monitorización. Los datos se analizan en función de tendencias y correlaciones estadísticas, así como de similitudes y diferencias a lo largo de un período de tiempo predeterminado.The data taken from each monitoring device in the energy monitoring system is compared to each other to determine if there is any correlation between the monitoring devices. Data are analyzed based on trends and statistical correlations, as well as similarities and differences over a predetermined period of time.

Según un ejemplo, se utilizan una o más reglas o suposiciones para determinar el orden jerárquico del sistema eléctrico. Es posible que haya que hacer ciertas suposiciones sobre el sistema de suministro a fin de aprender de forma automática la jerarquía del sistema de suministro. Los supuestos se basan en la Ley de Ohm, la conservación de la energía, y la experiencia de trabajo con sistemas típicos de distribución y monitorización de energía.According to one example, one or more rules or assumptions are used to determine the hierarchical order of the electrical system. Certain assumptions about the supply system may have to be made in order to automatically learn the hierarchy of the supply system. The assumptions are based on Ohm's Law, energy conservation, and work experience with typical energy distribution and monitoring systems.

Las reglas generales que puede hacer el algoritmo de jerarquía de aprendizaje automático en relación con los sistemas de energía y los sistemas de monitorización de energía pueden incluir o no cualquier combinación de los siguientes aspectos: The general rules that the machine learning hierarchy algorithm can make in relation to energy systems and energy monitoring systems may or may not include any combination of the following aspects:

1. El sistema de energía que se está analizando está en una configuración única 320 (figura 7) o en una configuración de alimentación radial múltiple 330 (figura 8).1. The power system being analyzed is in a single configuration 320 (figure 7) or in a multiple radial feed configuration 330 (figure 8).

2. Se supone que el medidor que mide el mayor uso de energía se encuentra en la parte superior de la estructura jerárquica (por ejemplo, el Principal 322 que se muestra en la figura 7), teniendo en cuenta las imprecisiones en los medidores.2. It is assumed that the meter that measures the highest energy use is at the top of the hierarchical structure (for example, the Main 322 shown in Figure 7), taking into account the inaccuracies in the meters.

3. La tasa de datos de muestreo por los medidores es al menos mayor que el ciclo de trabajo más corto de cualquier carga.3. The sampling data rate by the meters is at least greater than the shortest duty cycle of any load.

4. La energía no se consume ni se genera alternativamente en el sistema eléctrico durante el proceso de recopilación de datos de parámetros.4. Energy is not consumed or generated alternatively in the electrical system during the process of collecting parameter data.

5. El error debido al desfase de tiempo en todos los medidores del sistema de monitorización de energía es mínimo cuando los datos son suministrados desde el dispositivo de monitorización al software del sistema de monitorización que se ejecuta en el dispositivo informático 132.5. The error due to the time lag in all the meters of the energy monitoring system is minimal when the data is supplied from the monitoring device to the monitoring system software running on the computing device 132.

Cualquier combinación de los siguientes parámetros adicionales puede o no estar presente para el algoritmo de jerarquía de aprendizaje automático:Any combination of the following additional parameters may or may not be present for the machine learning hierarchy algorithm:

1. No se recogen datos con fines jerárquicos de dos dispositivos de monitorización instalados en el mismo punto de un sistema eléctrico, aunque este parámetro no es necesariamente un requisito en todos los aspectos divulgados en este documento.1. Data are not collected for hierarchical purposes from two monitoring devices installed at the same point of an electrical system, although this parameter is not necessarily a requirement in all aspects disclosed in this document.

2. Los medidores sin carga son ignorados o sólo usan voltaje, otras medidas de señal, y/o información de configuración para determinar su posición en la jerarquía.2. The no-load meters are ignored or use only voltage, other signal measurements, and / or configuration information to determine their position in the hierarchy.

3. En el sistema de alimentación pueden existir múltiples principales (Principal1, Principal2, Principal3, etc.).3. There may be multiple principals in the power system (Main1, Main2, Main3, etc.)

4. Los datos son proporcionados al software del sistema de monitorización por cada dispositivo de monitorización en el sistema.4. The data is provided to the monitoring system software for each monitoring device in the system.

5 Las cargas que se inician o se detienen afectan a los perfiles de carga para cualquier dato correspondiente medido en sentido ascendente con un enlace directo o indirecto con esa carga.5 Loads that start or stop affect the load profiles for any corresponding data measured upstream with a direct or indirect link with that load.

6. Las características de voltaje (componentes fundamentales, armónicos y simétricos) son relativamente consistentes para todos los dispositivos de monitorización en el mismo bus.6. The voltage characteristics (fundamental, harmonic and symmetric components) are relatively consistent for all monitoring devices on the same bus.

7. Las pérdidas del transformador en el sistema eléctrico son mínimas con respecto a las cargas en sentido descendente desde el transformador.7. Transformer losses in the electrical system are minimal with respect to the downstream loads from the transformer.

8. La correlación general (a lo largo del tiempo) de las cargas entre dispositivos de monitorización indica un enlace directo o indirecto.8. The general correlation (over time) of loads between monitoring devices indicates a direct or indirect link.

9. Múltiples cargas no medidas en un punto del sistema eléctrico son agregadas en una sola carga desconocida.9. Multiple charges not measured at one point in the electrical system are added in a single unknown charge.

Cualquiera de los supuestos y parámetros anteriores puede combinarse para un sistema de alimentación eléctrica alimentado radialmente. Por ejemplo, se puede utilizar o no cualquier combinación de los siguientes supuestos y parámetros basados en reglas:Any of the above assumptions and parameters can be combined for a radially powered power supply system. For example, any combination of the following assumptions and rules based on rules may or may not be used:

1. Los voltajes y las corrientes son mayores cuanto más arriba (más cerca de la parte superior de la jerarquía) se encuentra un dispositivo de monitorización, suponiendo que no intervienen transformadores en sentido ascendente u otros elementos de conversión de energía.1. The voltages and currents are higher the higher (closer to the top of the hierarchy) is a monitoring device, assuming that upstream transformers or other energy conversion elements are not involved.

2. Los valores armónicos son generalmente más bajos cuanto más arriba se encuentra un dispositivo de monitorización.2. Harmonic values are generally lower the higher a monitoring device is located.

3. Los transformadores pueden variar los voltajes y las corrientes.3. Transformers can vary voltages and currents.

4. El flujo de energía total es mayor en sentido ascendente que en sentido descendente.4. The total energy flow is higher in the upward direction than in the downward direction.

5. El sistema de alimentación puede ser un sistema de alimentación radial.5. The feeding system can be a radial feeding system.

6. No se instalarán dos dispositivos de monitorización en el mismo punto, aunque este parámetro no es necesariamente un requisito en otros aspectos.6. Two monitoring devices will not be installed at the same point, although this parameter is not necessarily a requirement in other aspects.

7. Los dispositivos de monitorización con la misma distorsión de voltaje son conectados de forma adyacente.7. Monitoring devices with the same voltage distortion are connected adjacently.

8. La carga total medida en un nivel jerárquico específico es igual (excluyendo pérdidas) a la suma de todas las cargas medidas y no medidas directamente enlazadas a ese nivel jerárquico.8. The total load measured at a specific hierarchical level is equal (excluding losses) to the sum of all measured and unmeasured loads directly linked to that hierarchical level.

Se considera que unos dispositivos de monitorización están en el mismo nivel jerárquico si todos están enlazados directamente al mismo dispositivo de referencia. Por ejemplo, en referencia a la figura 7, se muestra un diagrama simplificado de línea única de un sistema de monitorización de suministro 320 con cinco niveles distintos representados por 323a,b,c,d,e. En el caso específico de un sistema de monitorización de energía, cada nivel representa un alimentador al cual se pueden enlazar directamente múltiples dispositivos de monitorización. Se considera que todos los dispositivos de control enlazados directamente a un alimentador se encuentran en el mismo nivel de alimentadores. Por lo tanto, el principal 322 está directamente enlazado con el alimentador 323a y, por lo tanto, existe en su propio nivel de la jerarquía. El alimentador 323b se enlaza directamente con tres dispositivos de monitorización y, por lo tanto, comprende otro nivel distinto. El alimentador 323c comprende otro nivel distinto de los alimentadores 323a y 323b porque los dispositivos de control enlazados directamente al alimentador 323c no están enlazados directamente a los alimentadores 323a o 323b. En el caso de los sistemas de agua, aire, gas y vapor, cada nivel puede ser representado por una cabecera en lugar de un alimentador. Monitoring devices are considered to be at the same hierarchical level if all are linked directly to the same reference device. For example, in reference to Figure 7, a simplified single line diagram of a supply monitoring system 320 with five different levels represented by 323a, b, c, d, e is shown. In the specific case of an energy monitoring system, each level represents a feeder to which multiple monitoring devices can be directly linked. All control devices linked directly to a feeder are considered to be at the same level of feeders. Therefore, the main 322 is directly linked to the feeder 323a and, therefore, exists at its own level of the hierarchy. The feeder 323b is directly linked to three monitoring devices and, therefore, comprises a different level. Feeder 323c comprises another level than feeders 323a and 323b because control devices directly linked to feeder 323c are not directly linked to feeders 323a or 323b. In the case of water, air, gas and steam systems, each level can be represented by a header instead of a feeder.

Un aspecto específico del algoritmo de jerarquía de aprendizaje automático 400 se presenta en el diagrama de flujo en las figuras 9 - 11A. El algoritmo 400 comprueba primero si hay más de un dispositivo de monitorización en el sistema (402), y en caso negativo, el algoritmo termina. Si hay más de un dispositivo de monitorización presente, se toman datos eléctricos de cada dispositivo de monitorización (M1, M2 ,..., Mk) y son compilados en una Tabla de Datos (404). La Tabla de Datos tabula los datos brutos (tales como potencia, magnitud de voltaje, distorsión de voltaje, magnitud de corriente, distorsión de corriente o datos de componentes simétricos) tomados a intervalos regulares (T1, T2,...., Tn) durante un período de tiempo determinado. El período de tiempo entre muestras depende del ciclo de trabajo más corto de cualquier carga en el sistema de monitorización de energía. El período máximo de tiempo (Tn) se determina en función del nivel de variación de la carga de cada dispositivo de monitorización en el sistema de monitorización de energía. El dispositivo de monitorización con la potencia máxima en la Tabla de Datos se asume que es un Principal (es decir, el nivel más alto en la jerarquía eléctrica) (408). Sin embargo, también se contemplan jerarquías múltiples (es decir, múltiples Principales). A continuación se muestra un ejemplo de la Tabla de Datos en la Tabla 1.A specific aspect of the machine learning hierarchy algorithm 400 is presented in the flowchart in Figures 9-11A. Algorithm 400 first checks if there is more than one monitoring device in the system (402), and if not, the algorithm ends. If more than one monitoring device is present, electrical data is taken from each monitoring device (M 1 , M 2 , ..., Mk) and compiled in a Data Table (404). The Data Table tabulates the raw data (such as power, voltage magnitude, voltage distortion, current magnitude, current distortion or symmetric component data) taken at regular intervals (T 1 , T 2 , ...., Tn) for a certain period of time. The period of time between samples depends on the shortest duty cycle of any load in the energy monitoring system. The maximum period of time (Tn) is determined based on the level of variation of the load of each monitoring device in the energy monitoring system. The monitoring device with the maximum power in the Data Table is assumed to be a Principal (that is, the highest level in the electrical hierarchy) (408). However, multiple hierarchies are also contemplated (ie, multiple Main). Below is an example of the Data Table in Table 1.

Tabla 1: Ejemplo de Tabla de DatosTable 1: Sample Data Table

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Una vez acumulados los datos de la Tabla de Datos, se desarrolla una Matriz de Verificación. La Matriz de Verificación es una matriz de conexiones lógicas basada en la Tabla de Datos. Un cero (0) indica que no existe un enlace directo entre dos dispositivos de monitorización cualesquiera, y un uno (1) indica que existe un posible enlace entre dos dispositivos de monitorización. A continuación se ilustra en la Tabla 2 un ejemplo de Matriz de Verificación. En la Tabla 2, se asume que no existe ningún enlace entre el Medidor 1 y el Medidor 2. Esto se debe a que la potencia medida por el Medidor 1 supera la del Medidor 2 en una entrada de la Tabla de Datos y la potencia medida por el Medidor 2 supera la del Medidor 1 en otra entrada de la Tabla de Datos. El medidor 1 siempre se correlaciona consigo mismo, por lo que se coloca un NA en esa celda de la Matriz de Verificación. Sólo se requiere la mitad de la Matriz de Verificación debido a la redundancia de información.Once the data in the Data Table has been accumulated, a Verification Matrix is developed. The Verification Matrix is an array of logical connections based on the Data Table. A zero (0) indicates that there is no direct link between any two monitoring devices, and one (1) indicates that there is a possible link between two monitoring devices. An example of a Verification Matrix is illustrated in Table 2 below. In Table 2, it is assumed that there is no link between Meter 1 and Meter 2. This is because the power measured by Meter 1 exceeds that of Meter 2 at an entry in the Data Table and the power measured by Meter 2 it exceeds that of Meter 1 in another entry in the Data Table. Meter 1 always correlates with itself, so an NA is placed in that cell of the Verification Matrix. Only half of the Verification Matrix is required due to information redundancy.

Tabla 2: Eem lo de Matriz de VerificaciónTable 2: Eem of the Verification Matrix

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Una vez determinada la Matriz de Verificación, se utilizan los datos procedentes de cada dispositivo de monitorización en la Tabla de Datos para desarrollar una Matriz de Coeficientes de Correlación (CCM) que se muestra a continuación en la Tabla 3. En la Matriz de Coeficientes de Correlación, se realiza una evaluación estadística para determinar la relación lineal de cada dispositivo de monitorización en el sistema eléctrico con respecto a los otros dispositivos de monitorización en la matriz. Se determina el coeficiente de correlación entre dos dispositivos de monitorización cualesquiera y se coloca en la celda apropiada en la Matriz de Coeficientes de Correlación. En el ejemplo de la siguiente Tabla 3, C12 es el coeficiente de correlación del Medidor 1 con respecto al Medidor 2. Cuanto mayor sea el valor del coeficiente de correlación, mayor será la probabilidad de que estos dos dispositivos de monitorización estén directa o indirectamente enlazados. Por el contrario, cuanto menor sea este número, menor será la probabilidad de que estos dos dispositivos de monitorización estén directa o indirectamente enlazados. La siguiente Ecuación 2 se utiliza para determinar el coeficiente de correlación entre dos cualesquiera dispositivos de monitorización determina

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dos:Once the Verification Matrix is determined, the data from each monitoring device in the Data Table is used to develop a Correlation Coefficients Matrix (CCM) shown below in Table 3. In the Coefficients Matrix of Correlation, a statistical evaluation is performed to determine the linear relationship of each monitoring device in the electrical system with respect to the other monitoring devices in the matrix. The correlation coefficient between any two monitoring devices is determined and placed in the appropriate cell in the Correlation Coefficients Matrix. In the example in the following Table 3, C 12 is the correlation coefficient of Meter 1 with respect to Meter 2. The higher the value of the correlation coefficient, the greater the probability that these two monitoring devices are directly or indirectly linked. On the contrary, the lower this number, the lower the probability that these two monitoring devices are directly or indirectly linked. The following Equation 2 is used to determine the correlation coefficient between any two monitoring devices determined
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two:

en la que: px,y es el coeficiente de correlación y se encuentra en el rango de -1 < px,y< 1; Cov(x, y) es la covarianza de x e y; y Ox y Oy son las desviaciones estándar de x e y, respectivamente.in which: px, y is the correlation coefficient and is in the range of -1 <px, and <1; Cov (x, y) is the covariance of x and y; and Ox and Oy are the standard deviations of x and y, respectively.

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en la que: n es el número de elementos de datos en x e y, y jx y Jy son los valores medios de x e y respectivamente. in which: n is the number of data elements in xe y, and jx and Jy are the average values of xe y respectively.

Las celdas de la diagonal de la Matriz de Correlación son siempre 1 porque cada medidor tiene una correlación del 100% consigo mismo. Una vez más, sólo se requiere la mitad de la Matriz de Correlación debido a la redundancia de datos (por ejemplo, C12 = C21).The diagonal cells of the Correlation Matrix are always 1 because each meter has a 100% correlation with itself. Again, only half of the Correlation Matrix is required due to data redundancy (for example, C 12 = C 21 ).

Tabla 3: Ejemplo de matriz de coeficientes de correlación (MCC)Table 3: Example of correlation coefficient matrix (MCC)

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C C C3 CC C C3 C

Volviendo a la figura 9, se desarrolla una lista de medidores para cada nivel de la jerarquía en consideración. Se supone que el nivel más alto es el medidor con la mayor lectura de potencia, que se supone que es un principal. Una vez que ese medidor se encuentra en la Tabla de Datos (408), el algoritmo 400 coloca el principal en una lista de niveles de alimentación de la jerarquía y borra la lista de dispositivos de monitorización en el nivel de alimentadores actual de la jerarquía (410). En iteraciones subsiguientes a través del BUCLE PRINCIPAL, el algoritmo 400 coloca el medidor de referencia en la lista anterior de niveles de alimentación de la jerarquía. Debe entenderse que en la primera iteración no hay una lista anterior de niveles. El algoritmo 400 borra una Matriz de Referencia de Correlación (CRA) (412), y designa al principal como dispositivo de monitorización de referencia (414). En la siguiente Tabla se muestra un ejemplo de Matriz de Referencia de Correlación para n iteraciones para un nivel de alimentadores determinado. C51 corresponde al coeficiente de correlación entre el medidor 5 (el medidor de referencia) y el medidor 1, C52 corresponde al coeficiente de correlación entre el medidor 5 y el medidor 2, y así sucesivamente. Inicialmente, se limpia la Matriz de Referencia de Correlación para cada nivel de alimentadores, y el algoritmo 400 desarrolla una nueva Matriz de Referencia de Correlación para cada nivel de alimentadores llenando cada columna de iteración con coeficientes de correlación para todos los medidores en el nivel de alimentadores actual. A continuación se explica un ejemplo específico en relación con la Tabla 5.Returning to Figure 9, a list of meters is developed for each level of the hierarchy under consideration. It is assumed that the highest level is the meter with the highest power reading, which is supposed to be a principal. Once that meter is in the Data Table (408), algorithm 400 places the main one in a list of hierarchy power levels and deletes the list of monitoring devices at the current feeder level of the hierarchy ( 410). In subsequent iterations through the MAIN LOOP, algorithm 400 places the reference meter in the previous list of hierarchy feed levels. It should be understood that in the first iteration there is no previous list of levels. Algorithm 400 deletes a Correlation Reference Matrix (CRA) (412), and designates the principal as a reference monitoring device (414). The following Table shows an example of a Correlation Reference Matrix for n iterations for a given feeder level. C 51 corresponds to the correlation coefficient between meter 5 (the reference meter) and meter 1, C 52 corresponds to the correlation coefficient between meter 5 and meter 2, and so on. Initially, the Correlation Reference Matrix is cleaned for each feeder level, and algorithm 400 develops a new Correlation Reference Matrix for each feeder level by filling each iteration column with correlation coefficients for all meters at the level of current feeders. A specific example in relation to Table 5 is explained below.

La Matriz de Coeficientes de Correlación (CCM) se calcula en base a los datos de potencia (416). En la primera iteración, el único elemento conocido en la jerarquía es el principal, y la jerarquía es de aprendizaje automático desde el nivel más alto hacia abajo, de acuerdo con algunos o todos los supuestos o parámetros listados anteriormente.The Correlation Coefficients Matrix (CCM) is calculated based on the power data (416). In the first iteration, the only known element in the hierarchy is the main one, and the hierarchy is machine learning from the highest level down, according to some or all of the assumptions or parameters listed above.

Tabla 4: Ejemplo de Matriz de Referencia de Correlación (CRA)Table 4: Example of Correlation Reference Matrix (CRA)

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Continuando con la figura 10, el algoritmo 400 pone a cero los coeficientes de correlación en la Matriz de Coeficientes de Correlación para los medidores que tienen ceros en la Matriz de Verificación y los medidores que ya se han detectado que están conectados (418). La columna para el dispositivo de monitorización de referencia es copiada de la Matriz de Coeficientes de Correlación a la Matriz de Referencia de Correlación (420). A continuación se explicará un ejemplo específico en relación con la siguiente Tabla 5. Supóngase que el medidor 5 en la Matriz de Coeficientes de Correlación está designado como el medidor de referencia (414). El algoritmo 400 calcula la Matriz de Coeficientes de Correlación en base a la Tabla de Datos (416) y pone a cero el (los) coeficiente(s) de correlación en la Matriz de Coeficientes de Correlación para los medidores que tienen cero en la Matriz de Verificación y los medidores que se han detectado que están conectados (418). La columna de la Matriz de Coeficientes de Correlación correspondiente al medidor 5 es copiada en la columna Iteración 1 de la Matriz de Referencia de Correlación. En referencia a la Tabla 5, el medidor 11 tiene la mayor correlación con el medidor 5 que es igual a 0,649, y el medidor 11 es marcado como conectado con el medidor 5 para el nivel de alimentadores actual.Continuing with Figure 10, algorithm 400 zeroes the correlation coefficients in the Correlation Coefficients Matrix for the meters that have zeros in the Verification Matrix and the meters that have already been detected to be connected (418). The column for the reference monitoring device is copied from the Correlation Coefficients Matrix to the Correlation Reference Matrix (420). A specific example will be explained below in relation to the following Table 5. Assume that meter 5 in the Correlation Coefficients Matrix is designated as the reference meter (414). Algorithm 400 calculates the Correlation Coefficients Matrix based on the Data Table (416) and zeroes the correlation coefficient (s) in the Correlation Coefficients Matrix for meters that have zero in the Matrix Verification and the meters that have been detected to be connected (418). The column of the Correlation Coefficients Matrix corresponding to meter 5 is copied in column Iteration 1 of the Correlation Reference Matrix. Referring to Table 5, the meter 11 has the highest correlation with the meter 5 which is equal to 0.649, and the meter 11 is marked as connected with the meter 5 for the current feeder level.

En la Iteración 2, se resta la potencia del medidor 11 de la potencia del medidor 5 en la Tabla de Datos, y el coeficiente de correlación de los medidores 5-11 cae a -0,048 en la Iteración 2, lo que proporciona un alto grado de seguridad de que el medidor 11 está interrelacionado con el medidor 5. También cabe destacar que los coeficientes de correlación de algunos medidores tienden a aumentar a medida que avanzan las iteraciones. Por ejemplo, los coeficientes de correlación para el medidor 18 con respecto al medidor 5 aumentan gradualmente de 0,296 en la iteración 1 a 0,417 en la iteración 2 a 0,436 en la iteración 3 a 0,525 en la iteración 4 y finalmente a 0,671 en la iteración 5, que es el mayor coeficiente de correlación de entre todos los medidores (el medidor 5 correlacionado con sí mismo es siempre 1,0, por lo que se ignora su coeficiente de correlación). Esta tendencia creciente también proporciona un alto grado de confianza en que el medidor 18 también está directamente enlazado con el medidor 5, y este enlace se confirma finalmente en Iteración 5. Las mismas tendencias crecientes se observan, por ejemplo, en los medidores 12 y 15. En la iteración 7, ninguno de los coeficientes de correlación supera un umbral, y el algoritmo 400 procede a analizar el siguiente nivel de alimentadores. Mediante la Iteración 7, el algoritmo 400 ha determinado que los medidores 11, 12, 14, 15, 18 y 20 están enlazados directamente con el medidor 5.In Iteration 2, the power of meter 11 is subtracted from the power of meter 5 in the Data Table, and the correlation coefficient of meters 5-11 falls to -0.048 in Iteration 2, which provides a high degree The fact that the meter 11 is interrelated with the meter 5. It should also be noted that the correlation coefficients of some meters tend to increase as the iterations progress. For example, the correlation coefficients for the meter 18 with respect to the meter 5 gradually increase from 0.296 in the iteration 1 to 0.417 in iteration 2 to 0.436 in iteration 3 to 0.525 in iteration 4 and finally to 0.671 in iteration 5, which is the highest correlation coefficient among all meters (meter 5 correlated with itself is always 1.0, so its correlation coefficient is ignored). This growing trend also provides a high degree of confidence that meter 18 is also directly linked to meter 5, and this link is finally confirmed in Iteration 5. The same increasing trends are observed, for example, in meters 12 and 15. In iteration 7, none of the correlation coefficients exceeds a threshold, and algorithm 400 proceeds to analyze the next level of feeders. Through Iteration 7, algorithm 400 has determined that meters 11, 12, 14, 15, 18 and 20 are directly linked to meter 5.

Tabla 5: Ejemplo de Matriz de Referencia de Correlación con coeficientes de correlación de ejemplo I ió I ió I ió I ió I ió I ió I ióTable 5: Example of Correlation Reference Matrix with example correlation coefficients I ió I ió I ió I ió I ió I ió I ió

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5 0,060 0,07 0,0 8 0,080 0,0 3 0,0 0 0,0055 0.060 0.07 0.0 8 0.080 0.0 3 0.0 0 0.005

En referencia todavía a la figura 10, el algoritmo 400 detecta el dispositivo de monitorización (alimentador) en la Matriz de Referencia de Correlación que tiene la mayor correlación con el dispositivo de monitorización de referencia (422). Si la correlación no supera un umbral (0,5 en un aspecto preferido), el algoritmo 400 procede a la figura 11A (OP3), como en el caso de la Iteración 7 en la Tabla 5 mostrada anteriormente.Referring still to Figure 10, algorithm 400 detects the monitoring device (feeder) in the Correlation Reference Matrix that has the highest correlation with the reference monitoring device (422). If the correlation does not exceed a threshold (0.5 in a preferred aspect), algorithm 400 proceeds to Figure 11A (OP3), as in the case of Iteration 7 in Table 5 shown above.

De lo contrario, el algoritmo 400 determina si la iteración actual es la primera iteración para el dispositivo de monitorización de referencia (426) y, de no ser así, determina si la correlación del alimentador tiende a ser mayor (428). Si la correlación del alimentador no tiende a ser mayor, el algoritmo 400 procede a la figura 11A (OP3). Una tendencia a mayor es una indicación de que el dispositivo de monitorización probablemente esté en el nivel actual de la jerarquía en consideración.Otherwise, algorithm 400 determines whether the current iteration is the first iteration for the reference monitoring device (426) and, if not, determines whether the feeder correlation tends to be greater (428). If the feeder correlation does not tend to be greater, algorithm 400 proceeds to Figure 11A (OP3). A major trend is an indication that the monitoring device is probably at the current level of the hierarchy under consideration.

Si la iteración actual es la primera iteración para el dispositivo de monitorización de referencia, se añade el alimentador a la lista de dispositivos de monitorización en el nivel actual de la jerarquía (430), y el algoritmo 400 procede a la figura 11A (OP2). El dispositivo de monitorización de referencia y el alimentador son designados como enlazados (o interrelacionados) directamente en una tabla de conexiones (446), y se resta la potencia asociada con el alimentador al dispositivo de monitorización de referencia en la Tabla de Datos (448). La tabla de conexiones mantiene una lista de dispositivos y sus interrelaciones (por ejemplo, si están enlazados directamente). Restando la potencia del alimentador asociado con el mayor coeficiente de correlación con respecto al dispositivo de monitorización de referencia, otros alimentadores (dispositivos de monitorización) conectados al dispositivo de monitorización de referencia verán aumentar sus coeficientes de correlación. El algoritmo 400 regresa al BUCLE DE ALIMENTADORES de la figura 9, y la siguiente iteración continúa con los dispositivos de monitorización restantes. Pasando ahora a la función OP3, el algoritmo 400 determina si todos los dispositivos de monitorización del nivel anterior han sido analizados (432), y en caso negativo, se obtiene el siguiente dispositivo de monitorización (alimentador) en el nivel anterior, y el algoritmo 400 vuelve al BUCLE DE ALIMENTADORES de la figura 9. Si se han analizado todos los dispositivos de monitorización del nivel anterior, el algoritmo 400 comprueba si se ha encontrado una conexión para todos los dispositivos de monitorización de la jerarquía (434). En caso afirmativo, el algoritmo 400 termina. En caso negativo, el algoritmo 400 comprueba si el mayor coeficiente de correlación en la Matriz de Coeficientes de Correlación supera un umbral (436). En caso negativo, el algoritmo 400 termina. En caso afirmativo, el algoritmo 400 determina si se encuentran más dispositivos de monitorización para el nivel actual (438). En caso negativo, el algoritmo 400 regresa al BUCLE PRINCIPAL en la figura 9. En caso afirmativo, el algoritmo mueve los dispositivos de monitorización del nivel actual al nivel anterior (440) y vacía la Matriz de Referencia de Correlación (442). El algoritmo regresa al BUCLE DE ALIMENTADORES de la figura 9 para determinar las relaciones entre los dispositivos de monitorización restantes en el nivel actual.If the current iteration is the first iteration for the reference monitoring device, the feeder is added to the list of monitoring devices at the current level of the hierarchy (430), and algorithm 400 proceeds to Figure 11A (OP2) . The reference monitoring device and the feeder are designated as linked (or interrelated) directly in a connection table (446), and the power associated with the feeder to the reference monitoring device is subtracted in the Data Table (448) . The connection table maintains a list of devices and their interrelationships (for example, if they are directly linked). By subtracting the power from the feeder associated with the highest correlation coefficient with respect to the reference monitoring device, other feeders (monitoring devices) connected to the reference monitoring device will see their correlation coefficients increase. Algorithm 400 returns to the POWER LOOP in Figure 9, and the next iteration continues with the remaining monitoring devices. Turning now to the OP3 function, algorithm 400 determines if all monitoring devices of the previous level have been analyzed (432), and if not, the following monitoring device (feeder) is obtained at the previous level, and the algorithm 400 returns to the POWER SUPPLY LOOP in Figure 9. If all monitoring devices of the previous level have been analyzed, algorithm 400 checks if a connection has been found for all monitoring devices in the hierarchy (434). If yes, algorithm 400 ends. If not, algorithm 400 checks if the highest correlation coefficient in the Matrix of Correlation coefficients exceed a threshold (436). If not, algorithm 400 ends. If so, algorithm 400 determines if more monitoring devices are found for the current level (438). If not, algorithm 400 returns to the MAIN LOOP in Figure 9. If so, the algorithm moves the monitoring devices from the current level to the previous level (440) and empties the Correlation Reference Matrix (442). The algorithm returns to the POWER SUPPLY LOOP in Figure 9 to determine the relationships between the remaining monitoring devices at the current level.

En la figura 11B se ilustra un algoritmo de jerarquía de aprendizaje automático modificado 500. El algoritmo 500 comienza recibiendo de cada dispositivo de monitorización de energía un criterio asociado con cada dispositivo de monitorización (502). El criterio puede ser potencia, voltaje, corriente, distorsión de corriente, distorsión de voltaje o energía. El criterio también puede ser un parámetro asociado con cualquier utilidad de WAGES, tal como tasas de flujo volumétrico, tasas de flujo másico, flujo volumétrico y flujo másico. Por ejemplo, cuando el criterio es una distorsión de voltaje, los dispositivos de monitorización en el mismo nivel de la jerarquía tendrán aproximadamente la misma distorsión de voltaje. Adicionalmente o alternativamente, el algoritmo puede utilizar los valores de distorsión armónica para verificar la jerarquía determinada por las correlaciones en base a criterios de potencia. La distorsión armónica también puede ser utilizada por el algoritmo para pronosticar mejor candidatos desconocidos con mayor precisión. Por ejemplo, un dispositivo de monitorización puede estar correlacionado marginalmente con un dispositivo de referencia de tal manera que el algoritmo no puede determinar si existe o no un enlace directo. La distorsión armónica puede excluir o descartar una posible interrelación dependiendo de los valores de distorsión armónica de los dispositivos vecinos en el mismo nivel que el dispositivo de monitorización en cuestión. Por ejemplo, una distorsión armónica diferente devuelta para el dispositivo de monitorización en cuestión podría descartar que esté directamente enlazado con un dispositivo del nivel anterior.A modified machine learning hierarchy algorithm 500 is illustrated in Figure 11B. Algorithm 500 begins receiving from each energy monitoring device a criterion associated with each monitoring device (502). The criteria can be power, voltage, current, current distortion, voltage or energy distortion. The criterion can also be a parameter associated with any WAGES utility, such as volumetric flow rates, mass flow rates, volumetric flow and mass flow. For example, when the criterion is a voltage distortion, monitoring devices at the same level of the hierarchy will have approximately the same voltage distortion. Additionally or alternatively, the algorithm can use harmonic distortion values to verify the hierarchy determined by the correlations based on power criteria. Harmonic distortion can also be used by the algorithm to better predict unknown candidates with greater precision. For example, a monitoring device may be marginally correlated with a reference device such that the algorithm cannot determine whether or not there is a direct link. Harmonic distortion can exclude or rule out a possible interrelation depending on the harmonic distortion values of neighboring devices at the same level as the monitoring device in question. For example, a different harmonic distortion returned for the monitoring device in question could rule out that it is directly linked to a device of the previous level.

El algoritmo 500 calcula un coeficiente de correlación entre un dispositivo de monitorización de referencia y cualquier otro dispositivo de monitorización a interrelacionar en la jerarquía (504). El algoritmo 500 determina el mayor coeficiente de correlación (506) e interrelaciona el dispositivo de monitorización asociado con el mayor coeficiente de correlación y el dispositivo de monitorización de referencia (508). El algoritmo 500 comprueba si hay más dispositivos de monitorización a interrelacionar (510) y, en caso contrario, el algoritmo 500 termina. En caso afirmativo, el algoritmo 500 comprueba si utilizar el mismo dispositivo de monitorización de referencia (512) y, en caso afirmativo, vuelve a calcular los coeficientes de correlación (504). En caso contrario, el algoritmo 500 selecciona un nuevo dispositivo de monitorización de referencia (514) y vuelve a calcular los coeficientes de correlación (504).Algorithm 500 calculates a correlation coefficient between a reference monitoring device and any other monitoring device to be interrelated in the hierarchy (504). Algorithm 500 determines the highest correlation coefficient (506) and interrelates the monitoring device associated with the highest correlation coefficient and the reference monitoring device (508). Algorithm 500 checks if there are more monitoring devices to be interrelated (510) and, otherwise, algorithm 500 ends. If yes, algorithm 500 checks whether to use the same reference monitoring device (512) and, if so, recalculates the correlation coefficients (504). Otherwise, algorithm 500 selects a new reference monitoring device (514) and recalculates the correlation coefficients (504).

En la figura 11C se ilustra otro algoritmo de jerarquía de aprendizaje automático 550. El algoritmo 550 comienza recibiendo datos de parámetros eléctricos procedentes de cada dispositivo de monitorización a intervalos de tiempo periódicos (552). El algoritmo 550 coloca los datos de parámetros eléctricos en una Tabla de Datos que tabula los datos de parámetros en cada intervalo de tiempo (554). Se forma una matriz de correlación que incluye coeficientes de correlación entre pares de combinación de dispositivos de monitorización (556). El algoritmo 550 identifica una interrelación entre un par de combinación (558) y elimina de la Tabla de Datos la potencia asociada con el dispositivo de monitorización para el que se ha identificado una interrelación (560). Si no hay más interrelaciones a identificar (562), el algoritmo 550 termina. De lo contrario, recalcula coeficientes de correlación entre los pares de combinación restantes (564) e identifica otra interrelación entre los pares de combinación restantes (558). Este proceso se repite hasta que se hayan identificado todas las interrelaciones entre los dispositivos de monitorización. Another automatic learning hierarchy algorithm 550 is illustrated in Figure 11C. Algorithm 550 begins by receiving electrical parameter data from each monitoring device at periodic time intervals (552). Algorithm 550 places the electrical parameter data in a Data Table that tabulates the parameter data in each time interval (554). A correlation matrix is formed that includes correlation coefficients between combination pairs of monitoring devices (556). Algorithm 550 identifies an interrelation between a combination pair (558) and removes from the Data Table the power associated with the monitoring device for which an interrelation (560) has been identified. If there are no more interrelations to identify (562), algorithm 550 ends. Otherwise, it recalculates correlation coefficients between the remaining combination pairs (564) and identifies another interrelation between the remaining combination pairs (558). This process is repeated until all the interrelations between the monitoring devices have been identified.

Los algoritmos de jerarquía de aprendizaje automático son operables tanto en sistemas alimentados radialmente como en sistemas alimentados radialmente múltiples. En los sistemas alimentados radialmente múltiples, el algoritmo primero determina el medidor principal que tiene la potencia más alta, luego determina la jerarquía para ese sistema antes de proceder al (los) siguiente(s) sistema(s) que tenga(n) menor(es) potencia(s). La jerarquía de aprendizaje automático también puede ser útil en sistemas de alimentación no radial.Machine learning hierarchy algorithms are operable both in radially fed systems and in radially multiple fed systems. In radially multiple fed systems, the algorithm first determines the main meter that has the highest power, then determines the hierarchy for that system before proceeding to the next system (s) that has the lowest (n) is) power (s). The machine learning hierarchy can also be useful in non-radial feeding systems.

El algoritmo de jerarquía de aprendizaje automático ha sido comentado en varios ejemplos en los que la jerarquía se desarrolla desde el nivel más alto hacia el más bajo. En un ejemplo alternativo, un algoritmo de jerarquía de aprendizaje automático desarrolla una jerarquía desde el nivel más bajo en base a eventos locales hacia cada nivel. Por ejemplo, los dispositivos de monitorización próximos a un evento 'verán' un evento, tal como el encendido o apagado de una carga, antes de que lo vean dispositivos de monitorización remotos con respecto al evento. El algoritmo reconoce interrelaciones entre dispositivos de monitorización en base a las ocurrencias de eventos y las marcas de tiempo asociadas con cada dispositivo de monitorización sobre cuándo se conoció un evento. Trazando una cronología de cuándo cada dispositivo de monitorización en el sistema percibe un evento, se pueden sacar conclusiones automáticamente basadas en el orden de tiempo en el que el dispositivo de monitorización percibió ese evento sobre qué medidores están interrelacionados (enlazados directamente).The machine learning hierarchy algorithm has been discussed in several examples in which the hierarchy is developed from the highest level to the lowest. In an alternative example, a machine learning hierarchy algorithm develops a hierarchy from the lowest level based on local events to each level. For example, monitoring devices near an event will 'see' an event, such as turning a load on or off, before it is seen by remote monitoring devices with respect to the event. The algorithm recognizes interrelationships between monitoring devices based on the occurrences of events and the timestamps associated with each monitoring device on when an event was known. By drawing a chronology of when each monitoring device in the system perceives an event, conclusions can be drawn automatically based on the order of time in which the monitoring device perceived that event about which meters are interrelated (directly linked).

Volviendo a la figura 1, el sistema de monitorización de datos integrado y automatizado 100 produce datos contextuales 108 a partir del sistema de alineación de datos 104 y del sistema de clasificación jerárquica 106. Los datos contextúales 108 contienen los datos procedentes de cada dispositivo de monitorización en contexto con cualquier otro dispositivo de monitorización y, por lo tanto, son más valiosos para el usuario. Se puede realizar un análisis contextual de los datos medidos, lo que implica una evaluación de los datos de forma que alinean o dan a conocer parámetros externos específicos de cada dispositivo de monitorización. Los principales parámetros externos de interés incluyen:Returning to Figure 1, the integrated and automated data monitoring system 100 produces contextual data 108 from the data alignment system 104 and the hierarchical classification system 106. The Contextual data 108 contains the data from each monitoring device in context with any other monitoring device and, therefore, are more valuable to the user. A contextual analysis of the measured data can be performed, which implies an evaluation of the data in a way that aligns or discloses specific external parameters of each monitoring device. The main external parameters of interest include:

La posición temporal de los datos de cada dispositivo de monitorización en el sistema de suministro 102 con respecto a los datos de cada otro dispositivo de monitorización en el sistema de suministro 102; yThe temporary position of the data of each monitoring device in the delivery system 102 with respect to the data of each other monitoring device in the delivery system 102; Y

La posición espacial de cada dispositivo de monitorización M en el sistema de suministro 102 con respecto a cada otro dispositivo de monitorización M en el sistema de suministro 102.The spatial position of each monitoring device M in the delivery system 102 with respect to each other monitoring device M in the delivery system 102.

Evaluando todos los datos de monitorización acumulados del sistema de suministro 102 en contexto proporcionará un grado de conocimiento sobre el sistema de suministro 102 que hasta ahora no estaba disponible. Debido a que la información de todo el sistema (software y dispositivos de monitorización) es integrada a través de un contexto uniforme, este enfoque de monitorización de un sistema de suministro se denomina Monitorización Integrada (IM). Una analogía útil del enfoque de Monitorización Integrada es el sistema nervioso central del cuerpo humano. El cerebro (software) sabe lo que está sucediendo con todo el cuerpo (los dispositivos de monitorización) con respecto al tiempo y la posición. Si un dedo del pie recibe un golpe, el cerebro envía una señal para que el cuerpo reaccione de alguna manera. De manera similar, si se produce un evento eléctrico, los algoritmos de Monitorización Integrada ejecutados por el software del sistema de monitorización proporcionan información útil al usuario sobre los síntomas en todo el sistema monitorizado, fuentes potenciales del problema, y posibles soluciones o recomendaciones.Evaluating all the accumulated monitoring data of the delivery system 102 in context will provide a degree of knowledge about the delivery system 102 that until now was not available. Because the information of the entire system (software and monitoring devices) is integrated through a uniform context, this approach to monitoring a supply system is called Integrated Monitoring (IM). A useful analogy of the Integrated Monitoring approach is the central nervous system of the human body. The brain (software) knows what is happening with the whole body (monitoring devices) with respect to time and position. If a toe receives a blow, the brain sends a signal for the body to react in some way. Similarly, if an electrical event occurs, the Integrated Monitoring algorithms executed by the monitoring system software provide useful information to the user about the symptoms throughout the monitored system, potential sources of the problem, and possible solutions or recommendations.

La integración de datos basada en el análisis de los datos procedentes de cada punto de monitorización utiliza algoritmos especiales (por ejemplo, un algoritmo de alineación de datos y un algoritmo de jerarquía de aprendizaje automático) en el software del sistema de monitorización. En el sistema de alineación de datos 104, se analizan cambios sutiles pero mesurables en la frecuencia y amplitud de los datos procedentes de todas las fuentes de datos. Estos cambios se utilizan para establecer tanto el punto común de alineación de los datos para todas las fuentes de datos como la posición de una fuente de datos en el sistema eléctrico con respecto a otras fuentes de datos. Debido a que el proceso de integración de datos del sistema se realiza automáticamente en algoritmos del software del sistema de monitorización, se elimina gran parte del esfuerzo y gasto requerido por el usuario. Las variaciones más arbitrarias y sustanciales de los parámetros analizados ofrecen una integración más rápida de los datos del sistema. Hay varios beneficios asociados con la Monitorización Integrada que están más allá de lo que está disponible actualmente, que incluyen:The integration of data based on the analysis of the data from each monitoring point uses special algorithms (for example, a data alignment algorithm and a machine learning hierarchy algorithm) in the monitoring system software. In the data alignment system 104, subtle but measurable changes in the frequency and amplitude of data from all data sources are analyzed. These changes are used to establish both the common point of data alignment for all data sources and the position of a data source in the electrical system with respect to other data sources. Because the system data integration process is performed automatically in algorithms of the monitoring system software, much of the effort and expense required by the user is eliminated. The more arbitrary and substantial variations of the analyzed parameters offer a faster integration of the system data. There are several benefits associated with Integrated Monitoring that are beyond what is currently available, including:

El enfoque automatizado de Monitorización Integrada reduce en gran medida los requisitos existentes para que el usuario proporcione manualmente información detallada sobre la disposición del sistema de energía a fin de poner los datos del sistema en contexto. Los algoritmos de Monitorización Integrada analizan los datos procedentes de cada punto de monitorización en el sistema eléctrico para determinar automáticamente la disposición del sistema con poca o ninguna participación del usuario, ahorrando tiempo y recursos al usuario.The Automated Integrated Monitoring approach greatly reduces existing requirements for the user to manually provide detailed information on the arrangement of the power system in order to put the system data in context. The Integrated Monitoring algorithms analyze the data from each monitoring point in the electrical system to automatically determine the system layout with little or no user participation, saving the user time and resources.

El enfoque automatizado de Monitorización Integrada elimina la necesidad de hardware especial, líneas de datos adicionales y, en algunos casos, accesorios de monitorización. Los algoritmos de Monitorización Integrada analizan los datos procedentes de cada punto de monitorización en el sistema eléctrico para determinar automáticamente la alineación temporal de los datos del sistema, ahorrando en equipos de usuario y costes de mano de obra.The automated Integrated Monitoring approach eliminates the need for special hardware, additional data lines and, in some cases, monitoring accessories. The Integrated Monitoring algorithms analyze the data from each monitoring point in the electrical system to automatically determine the temporal alignment of the system data, saving on user equipment and labor costs.

El enfoque automatizado de Monitorización Integrada permite una configuración más fácil del hardware y software de monitorización. Esto se debe a que los algoritmos de Monitorización Integrada contextualizan automáticamente la información de monitorización en todo el sistema. Una vez que los dispositivos de monitorización están en contexto, los algoritmos de Monitorización Integrada pueden tomar automáticamente decisiones adicionales con respecto a la configuración de hardware y software. Un ejemplo sería establecer el umbral de sub-voltaje de un dispositivo de monitorización en función de la ubicación del dispositivo de monitorización dentro del sistema eléctrico. Una vez más, el enfoque automatizado de Monitorización Integrada ahorra tiempo y recursos al usuario.The automated Integrated Monitoring approach allows for easier configuration of monitoring hardware and software. This is because the Integrated Monitoring algorithms automatically contextualize the monitoring information throughout the system. Once the monitoring devices are in context, the Integrated Monitoring algorithms can automatically make additional decisions regarding hardware and software configuration. An example would be to set the sub-voltage threshold of a monitoring device based on the location of the monitoring device within the electrical system. Once again, the automated Integrated Monitoring approach saves the user time and resources.

En la figura 12 se ilustra un algoritmo de Monitorización Integrada automatizado 600. El algoritmo 600 comienza enviando un comando a los dispositivos de monitorización para recoger datos de frecuencia (602). Los datos procedentes de los dispositivos de monitorización son cargados o subidos al dispositivo informático central (604) y los datos procedentes de todos los dispositivos de monitorización son alineados (606). Cuando todos los datos están alineados, el algoritmo 600 determina si la disposición del sistema de alimentación ha sido completada (610). En caso afirmativo, el algoritmo 600 termina, y los datos contextuales pueden ser utilizados en otras aplicaciones de software.An automated Integrated Monitoring algorithm 600 is illustrated in Figure 12. Algorithm 600 begins by sending a command to the monitoring devices to collect frequency data (602). The data coming from the monitoring devices are uploaded or uploaded to the central computing device (604) and the data coming from all the monitoring devices are aligned (606). When all data is aligned, algorithm 600 determines whether the provision of the power system has been completed (610). If so, algorithm 600 ends, and contextual data can be used in other software applications.

Si la disposición del sistema de alimentación no ha sido completada, el algoritmo 600 envía un comando a los dispositivos de monitorización para recoger datos de potencia (612). El dispositivo informático central que ejecuta el algoritmo 600 carga o sube los datos de potencia procedentes de los dispositivos de monitorización (614) y determina la disposición del sistema de energía (616) de acuerdo con la presente invención. Este procedimiento se repite hasta que se completa la disposición del sistema de alimentación (618), momento en el que finaliza el algoritmo.If the power system layout has not been completed, algorithm 600 sends a command to the monitoring devices to collect power data (612). The central computing device that runs the Algorithm 600 loads or uploads the power data from the monitoring devices (614) and determines the arrangement of the energy system (616) in accordance with the present invention. This procedure is repeated until the provision of the power system (618) is completed, at which point the algorithm ends.

Hay muchas consideraciones a tener en cuenta cuando se tratan matices de sistemas prácticos de monitorización de energía. Estas consideraciones se multiplican cuando se utilizan algoritmos sofisticados para realizar análisis complejos y proporcionar conclusiones firmes al usuario final.There are many considerations to take into account when discussing nuances of practical energy monitoring systems. These considerations multiply when sophisticated algorithms are used to perform complex analyzes and provide firm conclusions to the end user.

Factores básicos tales como la precisión, número, ubicación, tipo y carga monitorizada de dispositivos discretos pueden influir significativamente en los resultados de sistemas basados en expertos y sus conclusiones subsiguientes. Debido a estas (y otras) incógnitas y a la incapacidad de pronosticar su ocurrencia, es deseable utilizar un algoritmo que pueda operar con éxito a pesar de los atributos dinámicos de un sistema de monitorización de energía atípico.Basic factors such as the accuracy, number, location, type and monitored load of discrete devices can significantly influence the results of expert-based systems and their subsequent conclusions. Due to these (and other) unknowns and the inability to predict their occurrence, it is desirable to use an algorithm that can operate successfully despite the dynamic attributes of an atypical energy monitoring system.

Sistemas complejos de monitorización de energía pueden incluir múltiples dispositivos en un punto único, imprecisiones de dispositivos, configuraciones erróneas y/o varias capacidades de dispositivo. Para estos sistemas complejos, es deseable utilizar algoritmos mejorados que proporcionen una o más de las siguientes mejoras:Complex energy monitoring systems can include multiple devices at a single point, inaccuracies of devices, erroneous configurations and / or various device capabilities. For these complex systems, it is desirable to use improved algorithms that provide one or more of the following improvements:

• Aumento de la eficiencia segmentando sistemas extensos en secciones más manejables para su procesamiento.• Increased efficiency by segmenting large systems into more manageable sections for processing.

• Localización y reconciliación de dispositivos redundantes instalados en un único punto del sistema de monitorización de energía.• Location and reconciliation of redundant devices installed in a single point of the energy monitoring system.

• Gestionar las dinámicas de precisión inherentes que se producen en todos los dispositivos del mundo real.• Manage the inherent precision dynamics that occur in all real-world devices.

• Reducción de errores mediante reevaluaciones continuadas.• Error reduction through continuous reevaluations.

• Determinar la ubicación y las características de varios aparatos del sistema de energía (por ejemplo, transformadores, etc.).• Determine the location and characteristics of various devices of the power system (for example, transformers, etc.).

• Ajuste del intervalo inter-muestras del algoritmo usando cambios en los parámetros operacionales.• Inter-sample interval adjustment of the algorithm using changes in operational parameters.

• Minimizar el total de muestras requeridas utilizando técnicas de "muestreo y evaluación".• Minimize the total samples required using "sampling and evaluation" techniques.

• Establecimiento de pequeñas cargas virtuales frente a pérdidas/imprecisiones.• Establishment of small virtual loads against losses / inaccuracies.

• Identificar y sugerir la colocación de dispositivos huérfanos para los usuarios.• Identify and suggest the placement of orphan devices for users.

• Indicar posibles problemas de configuración.• Indicate possible configuration problems.

Estas mejoras proporcionan beneficios tales como algoritmos rápidos y robustos y resultados precisos para sistemas complejos de monitorización de energía. También proporcionan soluciones a problemas relacionados con cargas virtuales y dispositivos huérfanos, así como con problemas de configuración que podrían afectar al algoritmo.These improvements provide benefits such as fast and robust algorithms and accurate results for complex energy monitoring systems. They also provide solutions to problems related to virtual loads and orphaned devices, as well as with configuration problems that could affect the algorithm.

Debido al requisito inherente del algoritmo de jerarquía para el muestreo síncrono de datos procedentes de todos los dispositivos, puede ser difícil alinear espacialmente sistemas de monitorización de energía extensos (tanto en el número de dispositivos como en su amplia distribución). Una solución a la dificultad de alinear sistemas de monitorización extensos es primero segmentar el sistema en piezas más pequeñas y manejables (como se muestra en la figura 13), determinar la jerarquía de cada segmento individual, y luego compilar las jerarquías de segmentos en la jerarquía espacial final de todo el sistema de monitorización. Mientras que se puede hacer una agrupación arbitraria de dispositivos en segmentos, hay una alta probabilidad de que los dispositivos todavía no sean capaces de alinearse espacialmente, porque la elección arbitraria de dispositivos para un determinado segmento puede permitir que dispositivos no relacionados y/o dispositivos que son remotos entre sí estén en el mismo segmento. Estas condiciones pueden dar como resultado complicaciones insuperables para determinar relaciones entre dispositivos y latencias de comunicación que afectan adversamente la capacidad de obtener muestras de datos sincrónicas. La segmentación lógica de los dispositivos es útil para superar los problemas de un sistema de monitorización extenso.Due to the inherent requirement of the hierarchy algorithm for synchronous sampling of data from all devices, it can be difficult to spatially align extensive energy monitoring systems (both in the number of devices and in their wide distribution). One solution to the difficulty of aligning extensive monitoring systems is to first segment the system into smaller, more manageable parts (as shown in Figure 13), determine the hierarchy of each individual segment, and then compile the hierarchy of segments in the hierarchy. final space of the entire monitoring system. While an arbitrary grouping of devices into segments can be done, there is a high probability that the devices are not yet capable of spatially aligning, because the arbitrary choice of devices for a given segment may allow unrelated devices and / or devices that they are remote from each other be in the same segment. These conditions may result in insurmountable complications to determine relationships between devices and communication latencies that adversely affect the ability to obtain samples of synchronous data. The logical segmentation of the devices is useful to overcome the problems of an extensive monitoring system.

Los dispositivos en un sistema de monitorización extenso pueden ser segmentados apropiadamente revisando los parámetros internos (configuración) y externos (lecturas de dispositivo) de los dispositivos y/o información del software. La Tabla 1 muestra algunos ejemplos de parámetros internos y cómo pueden utilizarse para indicar una segmentación más útil de los dispositivos de monitorización:The devices in an extensive monitoring system can be properly segmented by reviewing the internal (configuration) and external (device readings) parameters of the devices and / or software information. Table 1 shows some examples of internal parameters and how they can be used to indicate a more useful segmentation of monitoring devices:

Tabla 1: Algunos parámetros internos utilizados para la segmentación de dispositivos Parámetros internos Posible indicación Table 1: Some internal parameters used for device segmentation Internal parameters Possible indication

Pulso de sincronización de demanda activa Dispositivo(s) instalado(s) en o cerca del principalActive demand synchronization pulse Device (s) installed at or near the main

Comunicaciones (que incluyen dirección IP, Dispositivos ubicados dentro de la misma dirección de dispositivo, velocidad en baudios, área geográfica debido a limitaciones de distancia de los dispositivos de sub-red Dispositivos más sofisticados ubicados en un nivel superior de la jerarquía del sistema de monitorizaciónCommunications (including IP address, Devices located within the same device address, baud rate, geographic area due to limitations on distance from sub-network devices More sophisticated devices located at a higher level of the monitoring system hierarchy

Dispositivo(s) instalado(s) muy cercanos

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Device (s) installed very close
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Dispositivo(s) instalado(s) muy cercanos Device (s) installed very close

Dispositivos instalados en la mismaDevices installed in it

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ubicación geográfica
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geographic location

La Tabla 2 muestra algunos ejemplos generales de parámetros externos y cómo podrían utilizarse para indicar una segmentación más útil de los dispositivos de monitorización:Table 2 shows some general examples of external parameters and how they could be used to indicate more useful segmentation of monitoring devices:

Tabla 2: Algunos parámetros externos utilizados para la segmentación de dispositivosTable 2: Some external parameters used for device segmentation

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Para mostrar cómo funciona el procedimiento de la reivindicación 1, la figura 14 ilustra un sistema de monitorización simple con trece dispositivos de monitorización Mi - M13, dos pasarelas Ethernet ("EGX's") 700 y 701 y un servidor 703, que utilizan una Ethernet 704 y dos sub-redes RS-485705 y 706. En este momento del proceso no se conoce ninguna jerarquía del sistema de monitorización.To show how the method of claim 1 works, Figure 14 illustrates a simple monitoring system with thirteen Mi-M 13 monitoring devices, two Ethernet gateways ("EGX's") 700 and 701 and a server 703, using an Ethernet 704 and two sub-networks RS-485705 and 706. At this time of the process no hierarchy of the monitoring system is known.

La revisión de los parámetros internos revela que sólo hay tres direcciones IP para todo el sistema: una para el dispositivo M1 conectado directamente a Ethernet 704, una para la EGX 700 y una para la EGX 701. Hay seis dispositivos (M3 ,M4 ,M5,M6 ,Mg,M10) que utilizan una dirección IP en la EGX 700, y otros seis dispositivos (M2 ,M7 ,M8,M11,M12,M13) que utilizan una segunda dirección IP en la EGX 701. La revisión de los parámetros externos (voltajes en este caso) revela información adicional sobre la jerarquía del sistema de monitorización.The review of the internal parameters reveals that there are only three IP addresses for the entire system: one for the M 1 device connected directly to Ethernet 704, one for the EGX 700 and one for the EGX 701. There are six devices (M 3 , M 4 , M 5 , M 6 , Mg, M 10 ) that use an IP address on the EGX 700, and six other devices (M 2 , M 7 , M 8 , M 11 , M 12 , M 13 ) that use a second IP address on EGX 701. The review of external parameters (voltages in this case) reveals additional information on the hierarchy of the monitoring system.

Como se muestra en la figura 15, es posible desarrollar tres segmentos lógicos 710, 711 y 712 usando información derivada a partir de los parámetros internos y externos. Cada uno de los tres segmentos 710 - 712 en la figura 15 se basa en las configuraciones de comunicaciones. Dentro de estos segmentos, se determinan relaciones potenciales en base a voltajes medidos (por ejemplo, fase, componentes armónicos discretos, promedio, THD, thd, etc.) en cada dispositivo. Las líneas discontinuas en la figura 15 conectan dispositivos potencialmente ubicados en el mismo bus. Cabe señalar que la segmentación de dispositivos no proporciona una solución final, pero es útil para reducir el número de dispositivos de monitorización con los que hay que tratar en un momento dado.As shown in Figure 15, it is possible to develop three logical segments 710, 711 and 712 using information derived from internal and external parameters. Each of the three segments 710-712 in Figure 15 is based on the communications configurations. Within these segments, potential relationships are determined based on measured voltages (for example, phase, discrete harmonic components, average, THD, thd, etc.) in each device. The dashed lines in Figure 15 connect devices potentially located on the same bus. It should be noted that device segmentation does not provide a final solution, but it is useful to reduce the number of monitoring devices to deal with at any given time.

La siguiente etapa es determinar la jerarquía de los dispositivos dentro de cada uno de los segmentos 710 -712 , usando los algoritmos descritos anteriormente. Esta etapa puede dar como resultado múltiples principales dentro de cada segmento de múltiples dispositivos debido a las limitaciones prácticas de segmentar un sistema de monitorización desconocido. La figura 16 ilustra los resultados después de completar esta etapa. Nótese que todavía se muestra un bus con una línea discontinua para indicar una relación potencial.The next stage is to determine the hierarchy of the devices within each of segments 710-712, using the algorithms described above. This stage can result in multiple principals within each segment of multiple devices due to the practical limitations of segmenting an unknown monitoring system. Figure 16 illustrates the results after completing this stage. Note that a bus with a dashed line is still shown to indicate a potential relationship.

Una vez determinada la jerarquía para los dispositivos dentro de cada segmento, se identifican los dispositivos más superiores de los tres segmentos 710 - 712 (M1, M2, M3 , M4 , M5 , Me, respectivamente) y son agrupados en un subconjunto especial de todos los dispositivos del sistema de monitorización. Este subconjunto especial de dispositivos es procesado con un algoritmo para determinar su orden jerárquico, como se muestra en la figura 17. Una vez determinada la jerarquía del subconjunto especial, sus resultados son compilados con los resultados de las jerarquías de los segmentos en la jerarquía final para todo el sistema de monitorización. La figura 18 ilustra la jerarquía final para el sistema de monitorización simple utilizado en este ejemplo. Cabe señalar que se realiza una reevaluación final de toda la jerarquía para validar la solución proporcionada. Si se encuentra que un dispositivo o dispositivos están localizados incorrectamente a través de esta reevaluación, el algoritmo puede reposicionar ese dispositivo o dispositivos consecuentemente.Once the hierarchy for the devices within each segment has been determined, the most superior devices of the three segments 710-712 (M 1 , M 2 , M 3 , M 4 , M 5 , Me, respectively) are identified and grouped into a special subset of all monitoring system devices. This special subset of devices is processed with an algorithm to determine their hierarchical order, as shown in Figure 17. Once the hierarchy of the special subset is determined, its results are compiled with the results of the hierarchy of the segments in the final hierarchy. for the entire monitoring system. Figure 18 illustrates the final hierarchy for the simple monitoring system used in this example. It should be noted that a final reassessment of the entire hierarchy to validate the solution provided. If a device or devices are found to be incorrectly located through this reassessment, the algorithm can reposition that device or devices accordingly.

Utilizando los conceptos descritos anteriormente, es posible establecer de manera concluyente la jerarquía de un sistema de monitorización extenso que de otra manera podría ser indeterminado. Además, es posible determinar de forma concluyente aspectos adicionales sobre el sistema de monitorización, como se explica más adelante en relación con los "Datos de Jerarquía Adicionales". Mientras que este ejemplo sólo utiliza un parámetro interno (datos de configuración de comunicaciones) y un parámetro externo (datos de voltaje), se pueden utilizar otros parámetros internos y externos únicos en lugar de o junto con los especificados en este ejemplo.Using the concepts described above, it is possible to conclusively establish the hierarchy of an extensive monitoring system that could otherwise be undetermined. In addition, it is possible to conclusively determine additional aspects of the monitoring system, as explained below in relation to the "Additional Hierarchy Data". While this example only uses an internal parameter (communications configuration data) and an external parameter (voltage data), other unique internal and external parameters may be used instead of or in conjunction with those specified in this example.

La figura 19 ilustra un diagrama de flujo para segmentar sistemas de monitorización extensos en segmentos manejables para su procesamiento. Después de inicializar el sistema en la etapa 801, se revisan los parámetros internos y externos 802 para ver si hay indicios de relaciones potenciales en la etapa 803. Todas las relaciones potenciales son compiladas en una tabla compuesta en la etapa 804 y, a continuación, se segmentan lógicamente todos los dispositivos del sistema en la etapa 805, en base a las relaciones de la tabla compuesta. Se puede utilizar una configuración por defecto o de usuario 806 para permitir la mejora manual de la segmentación o para mejorar la eficiencia de la segmentación.Figure 19 illustrates a flow chart for segmenting extensive monitoring systems into manageable segments for processing. After initializing the system in step 801, the internal and external parameters 802 are reviewed to see if there are indications of potential relationships in step 803. All potential relationships are compiled in a composite table in step 804 and then Logically, all the system devices are segmented in step 805, based on the relationships in the composite table. A default or user configuration 806 can be used to allow manual segmentation improvement or to improve segmentation efficiency.

En la etapa 807, el algoritmo determina la jerarquía de los dispositivos dentro de cada segmento, según se ha descrito anteriormente en relación con las figuras 15 y 16. Luego, se determinan todos los dispositivos principales de cada segmento en la etapa 808, y se determina la jerarquía de todos los dispositivos principales en la etapa 809, según se ha descrito anteriormente en relación con la figura 17. Finalmente, en la etapa 810, se consolidan los segmentos en la estructura jerárquica final para todo el sistema, según se ha descrito anteriormente en relación con la figura 18. En la etapa 811, se re-evalúa la jerarquía de todos los segmentos y, a continuación, termina la subrutina en la etapa 812.In step 807, the algorithm determines the hierarchy of the devices within each segment, as described above in relation to Figures 15 and 16. Then, all the main devices of each segment in step 808 are determined, and determines the hierarchy of all the main devices in step 809, as described above in relation to figure 17. Finally, in step 810, the segments in the final hierarchical structure for the entire system are consolidated, as described above in relation to Figure 18. In step 811, the hierarchy of all segments is re-evaluated and then the subroutine ends in step 812.

Es preferible que el algoritmo permita que todos los dispositivos que el usuario final considere necesarios se encuentren ubicados en el mismo punto de un sistema de monitorización y que sigan siendo considerados para fines jerárquicos. Múltiples dispositivos ubicados en el mismo punto de un sistema de monitorización pueden estar ubicados en serie y adyacentes entre sí en el mismo punto de la jerarquía. Puede haber limitaciones para determinar la secuencia exacta de instalaciones de dispositivo en el mismo punto debido a las consideraciones de precisión asociadas con transformadores de instrumento ("IT", instrument transformers) y los propios dispositivos.It is preferable that the algorithm allows all the devices that the end user considers necessary to be located at the same point of a monitoring system and that they are still considered for hierarchical purposes. Multiple devices located at the same point of a monitoring system can be located in series and adjacent to each other at the same point in the hierarchy. There may be limitations to determine the exact sequence of device installations at the same point due to the precision considerations associated with instrument transformers ("IT") and the devices themselves.

Dispositivos que son conectados en el mismo punto de un sistema de monitorización tienen características únicas que permiten su fácil identificación. Algunas de estas características de dispositivo incluyen:Devices that are connected at the same point of a monitoring system have unique characteristics that allow easy identification. Some of these device features include:

1. La correlación estadística de sus parámetros eléctricos es de casi el 100%.1. The statistical correlation of its electrical parameters is almost 100%.

2. Los valores medidos de sus parámetros eléctricos son casi idénticos.2. The measured values of its electrical parameters are almost identical.

3. Las configuraciones de dispositivo pueden ser idénticas.3. The device settings may be identical.

El algoritmo reconoce dispositivos con características casi idénticas y los marca como instalados en el mismo punto de la jerarquía del sistema de monitorización. Luego se realiza un examen más detallado mediante un muestreo pseudo-sincrónico de datos procedentes de estos dispositivos con la intención de ubicarlos en orden lógico secuencial. El orden secuencial se determina en base a alguna combinación de los siguientes datos:The algorithm recognizes devices with almost identical characteristics and marks them as installed at the same point in the hierarchy of the monitoring system. A more detailed examination is then carried out by means of a pseudo-synchronous sampling of data from these devices with the intention of placing them in sequential logical order. The sequential order is determined based on some combination of the following data:

• Lectura de potencia• Power reading

• Lecturas de voltaje• Voltage readings

• Lecturas de corriente• Current readings

• Valores de correlación con otros dispositivos enlazados.• Correlation values with other linked devices.

Analizando estos parámetros y utilizando los principios básicos de la Ley de Ohm, se puede determinar un orden lógico secuencial para un conjunto dado de dispositivos dentro de las restricciones de precisión impuestas.By analyzing these parameters and using the basic principles of Ohm's Law, a sequential logical order can be determined for a given set of devices within the imposed constraints of precision.

Hay miles de componentes discretos que componen cada dispositivo individual del sistema de monitorización. Los dispositivos de monitorización a menudo requieren transformadores de instrumento (TC y/o VT) para proporcionarles corrientes y voltajes adecuados. Cada dispositivo (y sus accesorios) es inherentemente susceptible a algún grado de imprecisión. Los factores que contribuyen a las imprecisiones de los dispositivos del sistema de monitorización y sus accesorios incluyen variaciones de temperatura, componentes envejecidos, componentes dañados o defectuosos, diseño deficiente, firmware/algoritmos defectuosos, aplicación incorrecta de componentes, configuración errónea, mala calibración, etc.There are thousands of discrete components that make up each individual device in the monitoring system. Monitoring devices often require instrument transformers (CT and / or VT) to provide adequate currents and voltages. Each device (and its accessories) is inherently susceptible to some degree of inaccuracy. Factors that contribute to the inaccuracies of the monitoring system devices and their accessories include temperature variations, aging components, damaged or defective components, poor design, firmware / defective algorithms, incorrect application of components, incorrect configuration, bad calibration, etc. .

La precisión de los dispositivos del sistema de monitorización puede influir en la capacidad de los algoritmos de jerarquía para determinar de manera eficiente y efectiva la disposición de un sistema de monitorización. Incluso las imprecisiones aparentemente triviales tienen el potencial de confundir un algoritmo que se basa en gran medida en leyes fundamentales de "conservación de la energía". Es imperativo que el algoritmo de jerarquía sea lo suficientemente robusto como para tolerar algún nivel de imprecisión intrínseca dentro del sistema.The accuracy of the monitoring system devices can influence the ability of the hierarchy algorithms to efficiently and effectively determine the layout of a monitoring system. Even seemingly trivial inaccuracies have the potential to confuse an algorithm that relies heavily on fundamental laws of "energy conservation". It is imperative that the hierarchy algorithm be robust enough to tolerate some level of intrinsic inaccuracy within the system.

El sistema descrito e ilustrado en este documento es capaz de abordar tanto consideraciones de configuración como de imprecisión intrínseca, cada una de ellas por medios distintos. El algoritmo puede detectar problemas de configuración, tales como relaciones VT/CT incorrectas, debido a discrepancias en los datos de la jerarquía procedentes de los dispositivos de monitorización. Por ejemplo, las correlaciones de datos más fuertes se producen con dispositivos instalados adyacentes entre sí. Estas correlaciones de datos están sujetas a cambios relativos en los datos, pero no a las magnitudes de los mismos. Las relaciones VT/CT incorrectas afectan a la magnitud de los datos, pero no a los cambios relativos. Por lo tanto, si el análisis muestra que existe la mayor correlación entre dos dispositivos que no pueden enlazarse debido a discrepancias en las magnitudes de los datos, entonces es probable que exista un problema con las relaciones VT/CT. Nótese esta condición y téngase en cuenta por parte del usuario final consecuentemente.The system described and illustrated in this document is capable of addressing both configuration and intrinsic imprecision considerations, each of them by different means. The algorithm can detect configuration problems, such as incorrect VT / CT relationships, due to discrepancies in the hierarchy data from the monitoring devices. For example, stronger data correlations occur with devices installed adjacent to each other. These data correlations are subject to relative changes in the data, but not to their magnitudes. Incorrect VT / CT relationships affect the magnitude of the data, but not the relative changes. Therefore, if the analysis shows that there is the greatest correlation between two devices that cannot be linked due to discrepancies in the magnitudes of the data, then it is likely that there is a problem with the VT / CT relationships. Note this condition and be taken into account by the end user accordingly.

Otro problema de configuración que afecta a la precisión es el uso de factores de escala. Al escalar los datos, se pueden eliminar dígitos significativos a través del proceso de redondeo, lo que afecta a la precisión de los datos. Aunque la pérdida de dígitos significativos puede no ser crítica para grandes cambios de carga, tiene el potencial de impactar significativamente en pequeños cambios de carga. Debido a que el algoritmo de jerarquía se basa en las variaciones de carga entre dispositivos de monitorización, la cuantificación de los datos de uno o más dispositivos oculta potencialmente relaciones correlativas. Con el fin de detectar este problema, el algoritmo comprueba los dispositivos para determinar si están configurados para escalar los datos pertinentes. Si se detecta el escalado, el algoritmo puede desactivar el escalado durante la recopilación de datos o notificar al usuario final que haga lo mismo.Another configuration problem that affects accuracy is the use of scale factors. By scaling the data, significant digits can be eliminated through the rounding process, which affects the accuracy of the data. Although the loss of significant digits may not be critical for large load changes, it has the potential to significantly impact small load changes. Because the hierarchy algorithm is based on load variations between monitoring devices, the quantification of data from one or more devices potentially conceals correlative relationships. In order to detect this problem, the algorithm checks the devices to determine if they are configured to scale the relevant data. If scaling is detected, the algorithm can disable scaling during data collection or notify the end user to do the same.

Aunque pueden existir o no problemas de configuración, las imprecisiones inherentes a los dispositivos de monitorización (y sus transformadores de instrumento) son siempre una dinámica a tener en cuenta. Como ya se ha dicho, hay muchas fuentes que pueden contribuir a este problema. Incluso si estas fuentes son de alguna manera mitigadas, cada dispositivo está limitado en su capacidad de medir datos con cierto grado de precisión.Although there may or may not be configuration problems, the inaccuracies inherent in monitoring devices (and their instrument transformers) are always a dynamic to take into account. As already said, there are many sources that can contribute to this problem. Even if these sources are somehow mitigated, each device is limited in its ability to measure data with some degree of accuracy.

La figura 20 proporciona una ilustración simple de cómo las imprecisiones triviales de los dispositivos tienen la propensión a confundir un algoritmo basado en los principios de "conservación de la energía". En esta figura, tres dispositivos M1, M2 y M3 muestran la potencia para tener el mismo flujo direccional (hacia abajo). El dispositivo principal M1 que mide la potencia total en el sistema muestra un flujo de potencia de 79kW. Los dos dispositivos M2 y M3 en sentido descendente con respecto al dispositivo principal M1 miden 35kW y 45kW, respectivamente, para un total de 80kW. Es evidente que M1 < (M2 + M3), desafiando las leyes básicas de conservación de la energía. Puesto que esto es imposible, hay dos conclusiones lógicas que se pueden sacar de esta discrepancia: (1) que se inyecta 1kW de potencia en el sistema a través de alguna vía suplementaria (dudoso), o (2) que los dispositivos M1, M2 y/o M3 no proporcionan mediciones precisas (plausible). En resumen, las imprecisiones combinadas de estos dispositivos (y/o sus accesorios) harán que el algoritmo de jerarquía seleccione el dispositivo M3 como hijo del dispositivo M1 (porque tiene la mayor correlación con el dispositivo M1 debido a su mayor carga) y coloque el dispositivo M2 como un dispositivo huérfano. El usuario final tendrá que mover manualmente el dispositivo M2 como un hijo debajo del dispositivo M1, lo que no es óptimo debido a la interacción de usuario requerida.Figure 20 provides a simple illustration of how the trivial inaccuracies of the devices have the propensity to confuse an algorithm based on the principles of "energy conservation." In this figure, three devices M 1 , M 2 and M 3 show the power to have the same directional flow (down). The main device M 1 that measures the total power in the system shows a power flow of 79kW. The two devices M 2 and M 3 in descending direction with respect to the main device M 1 measure 35kW and 45kW, respectively, for a total of 80kW. It is evident that M 1 <(M 2 + M 3 ), defying the basic laws of conservation of energy. Since this is impossible, there are two logical conclusions that can be drawn from this discrepancy: (1) that 1kW of power is injected into the system through some supplementary (doubtful) route, or (2) that M 1 devices, M 2 and / or M 3 do not provide accurate measurements (plausible). In summary, the combined inaccuracies of these devices (and / or their accessories) will cause the hierarchy algorithm to select device M 3 as the child of device M 1 (because it has the highest correlation with device M 1 due to its greater load) and place the M 2 device as an orphan device. The end user will have to manually move the M 2 device as a child under the M 1 device, which is not optimal due to the required user interaction.

Un algoritmo es capaz de manejar estas incongruencias y proporcionar la jerarquía correcta al usuario final sin necesidad de intervención manual. El algoritmo examina una combinación del coeficiente de correlación y las cantidades medidas a partir de los datos de series temporales recibidos de los dispositivos del sistema de monitorización. Para utilizar el sistema en la figura 20 como ejemplo, los datos de series temporales procedentes del dispositivo M2 pueden correlacionarse con la diferencia entre los datos de series temporales recibidos de los dispositivos M1 y M3 (M1 - M3). El coeficiente de correlación es aproximadamente la unidad, lo que significa de forma incuestionable que el dispositivo M2 debe ser hijo del dispositivo M1. Los datos de series temporales procedentes del dispositivo M2 son ligeramente superiores a la diferencia entre los datos procedentes de los dispositivos M1 y M3 (es decir, M2 >“ M1 - M3), por lo que se permite una tolerancia. El dispositivo M2 se coloca entonces correctamente como hijo debajo del dispositivo M1 a pesar de la discrepancia en el flujo de potencia.An algorithm is able to handle these inconsistencies and provide the correct hierarchy to the end user without the need for manual intervention. The algorithm examines a combination of the correlation coefficient and the quantities measured from the time series data received from the monitoring system devices. To use the system in Figure 20 as an example, the time series data from the M 2 device can be correlated with the difference between the time series data received from the M 1 and M 3 devices (M 1 - M 3 ). The correlation coefficient is approximately the unit, which means unquestionably that the device M 2 must be the child of the device M 1 . The time series data from the M 2 device is slightly greater than the difference between the data from the M 1 and M 3 devices (ie M 2 > “M 1 - M 3 ), so a tolerance is allowed . The M 2 device is then correctly positioned as a child under the M 1 device despite the discrepancy in the power flow.

Cada sistema de monitorización debe obedecer las leyes de "conservación de la energía" - el flujo total de energía que entra en un sistema es igual al flujo total de energía consumida por ese sistema, ya sea a través de cargas o pérdidas. En pocas palabras, todos los parámetros que se están midiendo deben ser tomados en cuenta. La figura 20 ilustra un sistema en el que parece que se está consumiendo más energía de la que se está suministrando (1kW). Por el contrario, puede parecer que otros sistemas están suministrando más energía de la que se está consumiendo.Each monitoring system must obey the laws of "energy conservation" - the total flow of energy entering a system is equal to the total flow of energy consumed by that system, whether through charges or losses. Simply put, all the parameters that are being measured must be taken into account. Figure 20 illustrates a system in which it appears that more energy is being consumed than is being supplied (1kW). On the contrary, it may seem that other systems are supplying more energy than is being consumed.

Todos los sistemas experimentan algún grado de pérdidas, imprecisiones y/o cargas no monitorizadas. Con el fin de que el sistema se equilibre, es necesario tener en cuenta estos factores. Es una tarea difícil discriminar cuál de estos factores puede estar produciendo una discrepancia en el consumo de energía y en qué medida. Además, una discrepancia en la energía puede deberse a cualquier combinación de estos tres factores.All systems experience some degree of losses, inaccuracies and / or unmonitored loads. In order for the system to balance, it is necessary to take these factors into account. It is a difficult task to discriminate which of these factors may be producing a discrepancy in energy consumption and to what extent. In addition, a discrepancy in energy may be due to any combination of these three factors.

Para manejar estas discrepancias, el algoritmo se basa preferentemente en un umbral fijo o relativo (por ejemplo, un porcentaje) (por defecto o configurado por el usuario final) para determinar cómo categorizar los consumos extraños de energía. También es posible analizar estos consumos extraños de energía en forma de alguna combinación de pérdidas, imprecisiones y/o cargas no monitorizadas, dependiendo de la preferencia del usuario final. Para ilustrar cómo se hace esto, la figura 21 muestra un sistema eléctrico con 36kW de consumo de potencia no contabilizado. En este caso, el algoritmo está configurado para asumir pérdidas e imprecisiones dentro del sistema eléctrico de aproximadamente un 1,5% (o 2kW). Se supone que la potencia residual es una carga no monitorizada, lo cual da como resultado una carga virtual de 34kW. Un medidor virtual VM refleja esa carga no monitorizada.To handle these discrepancies, the algorithm is preferably based on a fixed or relative threshold (for example, a percentage) (default or configured by the end user) to determine how to categorize foreign energy consumption. It is also possible to analyze these extraneous energy consumption in the form of some combination of losses, inaccuracies and / or unmonitored loads, depending on the preference of the end user. To illustrate how this is done, Figure 21 shows an electrical system with 36kW of uncounted power consumption. In this case, the algorithm is configured to assume losses and inaccuracies within the electrical system of approximately 1.5% (or 2kW). The residual power is assumed to be an unmonitored load, which results in a virtual load of 34kW. A VM virtual meter reflects that unmonitored load.

La figura 22 muestra otro sistema eléctrico con 2kW de potencia no contabilizada. Con la misma configuración para pérdidas e imprecisiones (aproximadamente un 2,1%), la potencia residual es insignificante y se considera que el sistema eléctrico tiene dispositivos de monitorización instalados en todos los circuitos. Una vez más, el usuario final puede configurar la pérdida de potencia residual según lo considere apropiado.Figure 22 shows another electrical system with 2kW of uncounted power. With the same configuration for losses and inaccuracies (approximately 2.1%), the residual power is negligible and the electrical system is considered to have monitoring devices installed in all circuits. Again, the end user can configure the residual power loss as he deems appropriate.

La determinación precisa de la jerarquía de un sistema de monitorización requiere tiempo para recopilar de forma sincronizada y luego procesar/analizar datos procedentes de cada dispositivo. Comparativamente hablando, la recopilación de datos toma mucho más tiempo que el procesamiento/análisis de los datos debido a los aspectos correlativos del algoritmo de jerarquía que requieren variaciones de carga para funcionar correctamente. Debido a este hecho, es beneficioso considerar el proceso de recopilación de datos para mejorar la eficiencia del algoritmo de jerarquía.The precise determination of the hierarchy of a monitoring system requires time to collect in a synchronized manner and then process / analyze data from each device. Comparatively speaking, data collection takes much longer than data processing / analysis due to the correlative aspects of the hierarchy algorithm that require load variations to function properly. Due to this fact, it is beneficial to consider the process of data collection to improve the efficiency of the hierarchy algorithm.

Se utilizan dos técnicas para mejorar la eficiencia y la velocidad con la que se puede obtener la jerarquía del sistema de monitorización. La primera técnica se centra en la periodicidad de la toma de muestras de datos, y la segunda en el número de muestras de datos que deben tomarse. Utilizadas de forma concertada, estas técnicas pueden optimizar el tiempo de procesamiento para resolver una jerarquía de sistema de monitorización.Two techniques are used to improve efficiency and speed with which the hierarchy of the monitoring system can be obtained. The first technique focuses on the periodicity of data sampling, and the second on the number of data samples to be taken. Used in concert, these techniques can optimize processing time to solve a hierarchy of monitoring system.

Todos los consumidores de energía experimentan cambios en los parámetros y características operacionales de su sistema eléctrico a lo largo de un día determinado debido a su operación rutinaria. Por ejemplo, cuando cada circuito es cerrado o abierto, la carga de una instalación fluctúa consecuentemente. Debido a que cada sistema monitorizado se distingue por su operación única y/o tipos de carga, no hay un número predeterminado de puntos de datos que sea óptimo para todos los tipos de consumidores de energía. La figura 23 ilustra un ejemplo de un perfil de carga de un consumidor de energía durante un período de 24 horas.All energy consumers experience changes in the parameters and operational characteristics of their electrical system over a given day due to their routine operation. For example, when each circuit is closed or open, the load of an installation fluctuates accordingly. Because each monitored system is distinguished by its unique operation and / or load types, there is no predetermined number of data points that is optimal for all types of energy consumers. Figure 23 illustrates an example of a load profile of an energy consumer over a period of 24 hours.

Por su propia naturaleza, las funciones estadísticas correlativas (similares a la función en la que se basa el algoritmo de jerarquía) son más efectivas y eficientes analizando datos que muestran cambios frecuentes. Por el contrario, los datos que no cambian o fluctúan lentamente resultan más difíciles cuando son evaluados con funciones correlativas. Con el fin de acomodar la imprevisibilidad de cualesquiera características operativas de una instalación determinada, se puede utilizar un "procedimiento adaptativo" para determinar la frecuencia de muestreo óptima necesaria para construir de la manera más eficaz y eficiente las series temporales de datos del algoritmo de jerarquía procedentes de los dispositivos de monitorización. Un enfoque sería incorporar un procedimiento adaptativo para realizar un análisis continuo del cambio de potencia con respecto al tiempo (dP/dt) y ajustar el intervalo de muestra consecuentemente. A medida que cambia la velocidad de cambio del perfil de carga de un dispositivo o instalación (aumentando o disminuyendo), se toman más muestras de datos.By their very nature, correlative statistical functions (similar to the function on which the hierarchy algorithm is based) are more effective and efficient by analyzing data that shows frequent changes. On the contrary, data that does not change or fluctuate slowly is more difficult when evaluated with correlative functions. In order to accommodate the unpredictability of any operational characteristics of a given installation, an "adaptive procedure" can be used to determine the optimum sampling frequency necessary to construct the time series of hierarchy algorithm data in the most effective and efficient way from monitoring devices. One approach would be to incorporate an adaptive procedure to perform a continuous analysis of the power change with respect to time (dP / dt) and adjust the sample interval accordingly. As the rate of change of the load profile of a device or installation changes (increasing or decreasing), more data samples are taken.

La figura 24 ilustra un procedimiento de muestreo adaptativo usando el perfil de carga mostrado en la figura 23. Después de que cada muestra de datos es tomada de los dispositivos de monitorización, los datos de series temporales procedentes de uno o más dispositivos son analizados para determinar si se debe o no aumentar o disminuir el intervalo entre muestras. Si la velocidad de cambio de la potencia aumenta o disminuye con respecto a la muestra de datos anterior, entonces se disminuye el intervalo entre muestras. Sin embargo, si la velocidad de cambio de la potencia es relativamente constante, entonces el intervalo entre muestras puede permanecer constante o ser aumentado. Pueden utilizarse tablas de consulta o pueden desarrollarse ecuaciones para determinar el aumento o la disminución del intervalo entre muestras en función de los cambios (relativos o absolutos) en los parámetros operativos tal como la potencia. El uso de este procedimiento adaptativo para ajustar el intervalo entre muestras aumenta la importancia de los datos, lo que resulta en un algoritmo más eficiente que proporciona resultados más rápidos. También minimiza el tráfico de la red de comunicaciones entre los dispositivos y el dispositivo informático que ejecuta el algoritmo.Figure 24 illustrates an adaptive sampling procedure using the load profile shown in Figure 23. After each data sample is taken from the monitoring devices, the time series data from one or more devices are analyzed to determine whether or not to increase or decrease the interval between samples. If the rate of change of power increases or decreases with respect to the previous data sample, then the interval between samples is decreased. However, if the rate of change of power is relatively constant, then the interval between samples may remain constant or be increased. Query tables can be used or equations can be developed to determine the increase or decrease in the interval between samples based on changes (relative or absolute) in operating parameters such as power. The use of this adaptive procedure to adjust the interval between samples increases the importance of the data, resulting in a more efficient algorithm that provides faster results. It also minimizes communications network traffic between the devices and the computing device that runs the algorithm.

A fin de aumentar aún más la eficiencia del algoritmo de jerarquía, puede reducirse cuando proceda el número de muestras de datos tomadas para determinar la jerarquía de un sistema de monitorización. Aunque requerir un número fijo de muestras de datos es un enfoque sencillo, en última instancia puede proporcionar demasiados o demasiado pocos datos. La consecuencia de muestrear demasiados datos es un período más largo de lo necesario para determinar la jerarquía del sistema de monitorización. Además, crea tráfico injustificado en el sistema de red de comunicaciones. La consecuencia de muestrear demasiado pocos datos es aún peor: se puede proporcionar una solución incorrecta al usuario final.In order to further increase the efficiency of the hierarchy algorithm, the number of data samples taken to determine the hierarchy of a monitoring system may be reduced where appropriate. Although requiring a fixed number of data samples is a simple approach, it can ultimately provide too many or Too little data. The consequence of sampling too much data is a longer period than is necessary to determine the hierarchy of the monitoring system. In addition, it creates unjustified traffic in the communications network system. The consequence of sampling too little data is even worse: an incorrect solution can be provided to the end user.

Con el fin de abordar estas preocupaciones, puede utilizarse un procedimiento de "muestreo y evaluación". Las muestras de datos se toman de los dispositivos de monitorización y son evaluados periódicamente por el algoritmo de jerarquía. De forma similar al procedimiento adaptativo descrito anteriormente, el procedimiento de muestreo y evaluación se basa en cambios (aunque no necesariamente correlativos) en la jerarquía determinada para ajustar la periodicidad con la que se evalúan los datos. Para encontrar más cambios jerárquicos de una evaluación a la siguiente se necesita un intervalo más largo entre evaluaciones. A medida que cada evaluación muestra una disminución en los cambios jerárquicos, se aumenta la frecuencia de evaluación hasta que un cierto número de evaluaciones secuenciales proporcionan soluciones idénticas. Una vez que estas evaluaciones secuenciales están en concordancia, se supone que se ha determinado la jerarquía.In order to address these concerns, a "sampling and evaluation" procedure can be used. Data samples are taken from the monitoring devices and are periodically evaluated by the hierarchy algorithm. Similar to the adaptive procedure described above, the sampling and evaluation procedure is based on changes (although not necessarily correlative) in the hierarchy determined to adjust the periodicity with which the data is evaluated. To find more hierarchical changes from one evaluation to the next, a longer interval between evaluations is needed. As each evaluation shows a decrease in hierarchical changes, the evaluation frequency is increased until a certain number of sequential evaluations provide identical solutions. Once these sequential assessments are in agreement, it is assumed that the hierarchy has been determined.

Con el fin de minimizar errores en la jerarquía determinada del sistema de monitorización, el algoritmo puede reevaluar sus conclusiones tanto inmediatamente después de que se ha colocado un dispositivo como continuamente después de ello. La colocación inicial de un dispositivo en la jerarquía se basa en su valor de correlación, en el que la correlación es mayor que cero. La colocación inicial también depende de que la potencia en el dispositivo sea menor que (o mayor que dentro de alguna tolerancia) la potencia del dispositivo debajo del cual se está colocando (su padre). La tolerancia proporciona flexibilidad para problemas de precisión cuando dos dispositivos están monitorizando la misma carga. Por ejemplo, si la tolerancia está ajustada al 5%, entonces el dispositivo podría ubicarse debajo de un dispositivo que consuma simultáneamente un 5% menos de energía. La tolerancia también proporciona flexibilidad para problemas de precisión cuando se están monitoreando todas las rutas en sentido descendente (figura 20).In order to minimize errors in the determined hierarchy of the monitoring system, the algorithm can reevaluate its conclusions both immediately after a device has been placed and continuously after that. The initial placement of a device in the hierarchy is based on its correlation value, in which the correlation is greater than zero. The initial placement also depends on the power in the device being less than (or greater than within some tolerance) the power of the device under which it is being placed (its father). Tolerance provides flexibility for precision problems when two devices are monitoring the same load. For example, if the tolerance is set to 5%, then the device could be placed under a device that simultaneously consumes 5% less energy. Tolerance also provides flexibility for precision problems when all routes are being monitored downstream (Figure 20).

Una vez que el dispositivo es colocado dentro de la jerarquía y sus datos de series temporales son restados de los datos de series temporales residuales del dispositivo padre, se vuelve a comprobar la correlación entre el dispositivo y el padre para asegurar una disminución de su correlación (lo que se espera). La correlación del dispositivo con el dispositivo padre debe ser mayor que un umbral de correlación. En caso negativo, la nueva relación determinada entre el dispositivo y el dispositivo padre puede romperse en caso de que algún otro dispositivo muestre una mejor relación. En resumen, las correlaciones de los dispositivos se comprueban tanto antes como después de su colocación en la estructura jerárquica para garantizar su correcta colocación.Once the device is placed within the hierarchy and its time series data is subtracted from the residual time series data of the parent device, the correlation between the device and the father is checked again to ensure a decrease in their correlation ( what is expected). The correlation of the device with the parent device must be greater than a correlation threshold. If not, the new relationship determined between the device and the parent device can be broken in case some other device shows a better relationship. In summary, the correlations of the devices are checked both before and after their placement in the hierarchical structure to ensure their correct placement.

Hay casos en los que la evaluación puede concluir inicialmente que un determinado dispositivo debe ubicarse en un punto de la estructura jerárquica. Sin embargo, una evaluación posterior puede determinar que la ubicación original de ese mismo dispositivo es incorrecta y que en realidad pertenece a otra ubicación de la jerarquía. Por ejemplo, si la correlación de un primer dispositivo con un segundo dispositivo es mayor que la correlación del primer dispositivo con su padre actual, y el primer dispositivo no está ya relacionado con el segundo dispositivo, entonces se elimina el primer dispositivo de su padre actual. El primer dispositivo se trata como un dispositivo no evaluado y se vuelve a analizar completamente. Los sistemas extensos pueden ser especialmente propensos a esta ocurrencia dado el gran número de dispositivos a resolver.There are cases in which the evaluation may initially conclude that a particular device must be located at a point in the hierarchical structure. However, a later evaluation may determine that the original location of that same device is incorrect and that it actually belongs to another location in the hierarchy. For example, if the correlation of a first device with a second device is greater than the correlation of the first device with its current father, and the first device is no longer related to the second device, then the first device of its current father is removed . The first device is treated as an unassessed device and is completely re-analyzed. Extensive systems can be especially prone to this occurrence given the large number of devices to solve.

La figura 25 ilustra un diagrama de flujo para un proceso que implementa algunas de las técnicas descritas anteriormente de determinación y evaluación de una jerarquía. Después de iniciar este proceso en la etapa 901, el proceso determina si hay más de un dispositivo en el sistema que está siendo monitorizado, en la etapa 902. Si la respuesta es negativa, el proceso termina inmediatamente, en 903. Si la respuesta en la etapa 902 es afirmativa, el proceso encuentra un dispositivo "principal", es decir, un dispositivo que tiene el nivel máximo de potencia en el sistema que se está monitorizando, en la etapa 904. El dispositivo principal es marcado como "Conectado" y "Procesado", y se le asigna un nivel cero en la etapa 905. "Conectado" significa que el dispositivo principal ha sido colocado en la jerarquía, y "Procesado" significa que los hijos del dispositivo principal han sido identificados y enlazados al dispositivo principal en la jerarquía. El nivel del dispositivo principal siempre se denomina Nivel 0, luego se asigna el Nivel 1 a los hijos del dispositivo principal, se asigna el Nivel 2 a los nietos del dispositivo principal, y así sucesivamente.Figure 25 illustrates a flow chart for a process that implements some of the techniques described above for determining and evaluating a hierarchy. After starting this process in step 901, the process determines if there is more than one device in the system that is being monitored, in step 902. If the answer is negative, the process ends immediately, at 903. If the answer in step 902 is affirmative, the process finds a "main" device, that is, a device that has the maximum power level in the system being monitored, in step 904. The main device is marked as "Connected" and "Processed", and assigned a zero level in step 905. "Connected" means that the main device has been placed in the hierarchy, and "Processed" means that the children of the main device have been identified and linked to the main device in the hierarchy The level of the main device is always called Level 0, then Level 1 is assigned to the children of the main device, Level 2 is assigned to the grandchildren of the main device, and so on.

En la etapa 906, el proceso busca los hijos del dispositivo principal, y luego la etapa 907 determina si existe alguno de ellos. Una respuesta negativa en la etapa 907 significa que el dispositivo principal no tiene hijos y, por lo tanto, el proceso salta a la etapa 908 para determinar si quedan dispositivos desconectados que no se hayan enlazado en la jerarquía. Una respuesta afirmativa en la etapa 907 hace que el proceso avance a la etapa 909 en la que se incrementa en uno el nivel, por ejemplo, del nivel 0 al nivel 1, que es el nivel para los hijos del dispositivo principal... En la etapa 910 el proceso selecciona uno de los dispositivos del nivel 1 y luego marca el dispositivo seleccionado como "Procesado" (“WorkedOn”) en la etapa 911 para indicar que los hijos del dispositivo seleccionado (nietos del dispositivo principal) han sido identificados y enlazados en la jerarquía. En la etapa 912, el proceso busca los hijos del dispositivo seleccionado y, a continuación, la etapa 913 determina si quedan dispositivos en este nivel (por ejemplo, el nivel 1). Una respuesta negativa en la etapa 913 significa que existen dispositivos adicionales en este nivel, y por lo tanto el proceso repite las etapas 910 hasta 913 para el siguiente dispositivo en el nivel 1. Una respuesta afirmativa en la etapa 913 hace que el proceso avance a la etapa 914 para determinar si hay algún dispositivo en el siguiente nivel (por ejemplo, Nivel 2). Si la respuesta es afirmativa, el proceso vuelve a la etapa 909 para incrementar el nivel en uno y luego repetir las etapas 910 hasta 914.In step 906, the process searches for the children of the main device, and then step 907 determines if any of them exist. A negative response in step 907 means that the main device has no children and, therefore, the process jumps to step 908 to determine if there are disconnected devices that have not been linked in the hierarchy. An affirmative answer in stage 907 causes the process to advance to stage 909 in which the level is increased by one, for example, from level 0 to level 1, which is the level for the children of the main device ... step 910 the process selects one of the devices of level 1 and then marks the selected device as "Processed"("WorkedOn") in step 911 to indicate that the children of the selected device (grandchildren of the main device) have been identified and linked in the hierarchy. In step 912, the process searches for the children of the selected device, and then step 913 determines if there are any devices left at this level (for example, level 1). A negative response at step 913 means that there are additional devices at this level, and therefore the process repeats steps 910 through 913 for the next device at level 1. An affirmative answer at step 913 causes the process to proceed to step 914 to determine if there is any device at the next level (for example, Level 2). If the answer is yes, the process returns to step 909 to increase the level by one and then repeat steps 910 through 914.

Una respuesta negativa en la etapa 914 significa que no quedan dispositivos desconectados que no hayan sido enlazados en la jerarquía, y por lo tanto la jerarquía para este dispositivo principal en particular ha terminado. El proceso procede a la etapa 908 para determinar si quedan dispositivos desconectados (por ejemplo, huérfanos). Si la respuesta es afirmativa, el proceso vuelve a la etapa 904 para intentar encontrar otro dispositivo principal y, en caso afirmativo, determinar su jerarquía. Una respuesta negativa en la etapa 908 avanza el proceso a la etapa 915 para determinar si algún dispositivo de la jerarquía ha sido modificado. Si la respuesta es afirmativa, el proceso busca hijos del dispositivo modificado en la etapa 916, y repite esta búsqueda siempre y cuando la etapa 915 siga dando una respuesta afirmativa. Una respuesta negativa en la etapa 915 termina el proceso en la etapa 903.A negative response in step 914 means that there are no disconnected devices that have not been linked in the hierarchy, and therefore the hierarchy for this particular main device has ended. The process proceeds to step 908 to determine if there are disconnected devices (for example, orphans). If the answer is yes, the process returns to step 904 to try to find another main device and, if so, determine its hierarchy. A negative response in step 908 advances the process to step 915 to determine if any device in the hierarchy has been modified. If the answer is yes, the process searches for children of the device modified in step 916, and repeats this search as long as step 915 continues to give an affirmative answer. A negative response in step 915 ends the process in step 903.

La figura 26 ilustra un diagrama de flujo para un proceso que busca los hijos de un dispositivo de referencia. Este proceso puede ser utilizado, por ejemplo, para las búsquedas realizadas en las etapas 906, 912 y 916 del proceso de la figura 25. Después de iniciar este proceso en la etapa 1001, el proceso inicializa "MaxDevice" y "MaxCorrelation" en la etapa 1002. En la etapa 1003, el proceso calcula coeficientes de correlación para todos los dispositivos con respecto al dispositivo de referencia.Figure 26 illustrates a flow chart for a process that looks for the children of a reference device. This process can be used, for example, for searches performed in steps 906, 912 and 916 of the process of Figure 25. After starting this process in step 1001, the process initializes "MaxDevice" and "MaxCorrelation" in the step 1002. In step 1003, the process calculates correlation coefficients for all devices with respect to the reference device.

En la etapa 1004, el proceso selecciona un dispositivo de "prueba" para ser evaluado, y luego la etapa 1005 determina si el coeficiente de correlación para ese dispositivo es mayor que el valor de "MaxCorrelation". Una respuesta negativa en la etapa 1005 indica que el dispositivo de prueba no puede seleccionarse como hijo potencial del dispositivo de referencia en este momento, porque un hijo potencial debe tener un coeficiente de correlación mayor que el valor "MaxCorrelation". Por lo tanto, una respuesta negativa en la etapa 1005 hace que la evaluación del dispositivo de prueba termine saltando a la etapa 1006, la cual determina si se han verificado todos los dispositivos. Una respuesta afirmativa en la etapa 1005 indica que el dispositivo de prueba es un hijo potencial del dispositivo de referencia, y por lo tanto el proceso avanza a la etapa 1007 para determinar si el coeficiente de correlación del dispositivo de prueba es mayor o igual a cero (es decir, no negativo). Si la respuesta es "no", lo que indica que el coeficiente tiene un valor negativo, finalizará la evaluación del dispositivo de prueba saltando a la etapa 1006, porque el dispositivo de prueba no puede seleccionarse como hijo potencial del dispositivo de referencia. In step 1004, the process selects a "test" device to be evaluated, and then step 1005 determines whether the correlation coefficient for that device is greater than the "MaxCorrelation" value. A negative response in step 1005 indicates that the test device cannot be selected as a potential child of the reference device at this time, because a potential child must have a correlation coefficient greater than the "MaxCorrelation" value. Therefore, a negative response in step 1005 causes the evaluation of the test device to end up skipping to step 1006, which determines whether all the devices have been verified. An affirmative answer in step 1005 indicates that the test device is a potential child of the reference device, and therefore the process advances to step 1007 to determine if the correlation coefficient of the test device is greater than or equal to zero (that is, not negative). If the answer is "no", which indicates that the coefficient has a negative value, the evaluation of the test device will be completed by jumping to step 1006, because the test device cannot be selected as a potential child of the reference device.

Una respuesta positiva en la etapa 1007 avanza el proceso a la etapa 1008 para determinar si la potencia medida por el dispositivo de prueba es mayor que la potencia medida por el dispositivo de referencia. Como el dispositivo de prueba es un hijo potencial del dispositivo de referencia, normalmente se espera una respuesta negativa en la etapa 1008, y dicha respuesta hace avanzar el proceso a la etapa 1011 para determinar si el dispositivo de prueba ya está conectado a otro dispositivo. Si la etapa 1008 produce una respuesta afirmativa, el proceso avanza a la etapa 1009 para determinar si la potencia medida por el dispositivo de prueba está dentro del 5% por encima de la potencia medida por el dispositivo de referencia, es decir, dentro de una tolerancia del 5% para imprecisiones debidas a errores de redondeo y similares. Si la respuesta es afirmativa, el proceso procede a la etapa 1010 para determinar si el coeficiente de correlación del dispositivo de prueba es inferior al 95%. Una respuesta negativa en la etapa 1009 o una respuesta afirmativa en la etapa 1010 hace que finalice la evaluación de este dispositivo de prueba.A positive response in step 1007 advances the process to step 1008 to determine if the power measured by the test device is greater than the power measured by the reference device. Since the test device is a potential child of the reference device, a negative response is normally expected in step 1008, and said response advances the process to step 1011 to determine if the test device is already connected to another device. If step 1008 produces an affirmative response, the process proceeds to step 1009 to determine if the power measured by the test device is within 5% above the power measured by the reference device, that is, within a 5% tolerance for inaccuracies due to rounding errors and the like. If the answer is yes, the process proceeds to step 1010 to determine if the correlation coefficient of the test device is less than 95%. A negative response in step 1009 or an affirmative answer in step 1010 causes the evaluation of this test device to end.

Una respuesta negativa en la etapa 1010 avanza el proceso a la etapa 1011 para determinar si el dispositivo de prueba ya está conectado a otro dispositivo. Este es la primera etapa para un proceso de reevaluación realizado por las etapas 1011-1014. Si la etapa 1011 produce una respuesta negativa, no se requiere una reevaluación y el proceso pasa a la etapa 1015. Una respuesta afirmativa en la etapa 1011 avanza el proceso a la etapa 1012 para determinar si el dispositivo de prueba es un antepasado o un hijo del dispositivo de referencia. Si la respuesta es afirmativa, se termina la reevaluación saltando a la etapa 1006. Si la respuesta es negativa, el proceso avanza a la etapa 1013 para determinar si el coeficiente de correlación del dispositivo de prueba con respecto al dispositivo de referencia es mayor que el coeficiente de correlación del dispositivo de prueba con respecto al dispositivo principal al cual ya está conectado el dispositivo de prueba. Si la respuesta es negativa, se termina la reevaluación saltando a la etapa 1006. Si la respuesta es afirmativa, el proceso avanza a la etapa 1014 para marcar el dispositivo de prueba como "no conectado", para actualizar la alimentación del padre del dispositivo de prueba y para marcar ese dispositivo padre como "modificado". A continuación, la etapa 1015 establece el dispositivo de prueba como "MaxDevice" y el coeficiente de correlación del dispositivo de prueba con respecto al dispositivo de referencia como el valor "MaxCorrelation". Con esto finaliza la evaluación del dispositivo de prueba seleccionado en la etapa 1004. A negative response in step 1010 advances the process to step 1011 to determine if the test device is already connected to another device. This is the first stage for a reevaluation process carried out by stages 1011-1014. If stage 1011 produces a negative response, a reassessment is not required and the process proceeds to stage 1015. An affirmative response in stage 1011 advances the process to stage 1012 to determine if the test device is an ancestor or a child of the reference device. If the answer is yes, the reassessment is terminated by skipping to step 1006. If the answer is negative, the process proceeds to step 1013 to determine if the correlation coefficient of the test device with respect to the reference device is greater than the correlation coefficient of the test device with respect to the main device to which the test device is already connected. If the answer is negative, the reassessment is completed by skipping to step 1006. If the answer is yes, the process proceeds to step 1014 to mark the test device as "not connected", to update the power of the device's parent test and to mark that parent device as "modified." Next, step 1015 sets the test device as "MaxDevice" and the correlation coefficient of the test device with respect to the reference device as the "MaxCorrelation" value. This completes the evaluation of the test device selected in step 1004.

La etapa 1006 determina si todos los dispositivos han sido evaluados. En caso negativo, el proceso vuelve a la etapa 1004 para seleccionar otro dispositivo de prueba y repetir el proceso descrito anteriormente en relación con las etapas 1005-1015.Step 1006 determines if all devices have been evaluated. If not, the process returns to step 1004 to select another test device and repeat the process described above in relation to steps 1005-1015.

Cuando la etapa 1006 indica que han sido evaluados todos los dispositivos, el proceso avanza a la etapa 1016 que determina si el valor actual de "MaxCorrelation" es 100. En caso afirmativo, la etapa 1017 actualiza la lectura de potencia procedente del dispositivo de referencia y marca el dispositivo de prueba como conectado al dispositivo de referencia, y luego el proceso finaliza en la etapa 1018. Si el valor de "MaxCorrelation" no es 100, el proceso avanza de la etapa 1016 a la etapa 1019 para determinar si se ha encontrado algún dispositivo. Si no se ha encontrado ningún dispositivo, el proceso finaliza en la etapa 1018. Si se ha encontrado un dispositivo, el proceso avanza a la etapa 1020 para actualizar la potencia residual del dispositivo de referencia (restando la potencia del dispositivo encontrado a la potencia residual del dispositivo de referencia), y para reconstruir la matriz de correlación consecuentemente. La etapa 1021 determina entonces si el coeficiente de correlación del dispositivo de prueba ha disminuido, y si la respuesta es negativa, la etapa 1022 restaura la potencia residual anterior del dispositivo de referencia, y luego el proceso finaliza en la etapa 1018.When step 1006 indicates that all devices have been evaluated, the process proceeds to step 1016 which determines whether the current value of "MaxCorrelation" is 100. If so, step 1017 updates the power reading from the reference device and mark the test device as connected to the reference device, and then the process ends in step 1018. If the value of "MaxCorrelation" is not 100, the process proceeds from step 1016 to step 1019 to determine if it has been Found any device. If no device was found, the process ends in step 1018. If a device has been found, the process proceeds to step 1020 to update the residual power of the reference device (subtracting the power of the device found from the residual power of the reference device), and to reconstruct the correlation matrix accordingly. Step 1021 then determines if the correlation coefficient of the test device has decreased, and if the response is negative, step 1022 restores the previous residual power of the reference device, and then the process ends in step 1018.

Si la etapa 1021 produce una respuesta afirmativa, el proceso avanza a la etapa 1023 para determinar si el valor "MaxCorrelation" supera un umbral predeterminado. Una respuesta afirmativa avanza el proceso a la etapa 1024 en la que se marca el dispositivo de prueba como "conectado al dispositivo de referencia", y el proceso regresa a la etapa 1002 inicial original para buscar más hijos. Si la etapa 1023 produce una respuesta negativa, el proceso procede a la etapa 1025 para determinar si "MaxCorrelation" es mayor que la correlación del dispositivo de prueba con todos los demás dispositivos. Una respuesta afirmativa avanza el proceso a la etapa 1024, y una respuesta negativa avanza el proceso a la etapa 1022 para restaurar la potencia residual anterior del dispositivo de referencia, y luego el proceso finaliza en la etapa 1018.If step 1021 produces an affirmative response, the process advances to step 1023 to determine if the "MaxCorrelation" value exceeds a predetermined threshold. An affirmative answer advances the process to step 1024 in which the test device is marked as "connected to the reference device", and the process returns to the original initial stage 1002 to search for more children. If step 1023 produces a negative response, the process proceeds to step 1025 to determine if "MaxCorrelation" is greater than the correlation of the test device with all other devices. An affirmative answer advances the process to step 1024, and a negative response advances the process to step 1022 to restore the previous residual power of the reference device, and then the process ends in step 1018.

En muchos sistemas de monitorización hay dispositivos instalados en ubicaciones que experimentan una mínima variación de carga o que tienen poca o ninguna carga. Por la razón que sea, el aspecto correlativo del algoritmo puede no ser capaz de determinar una ubicación para dicho dispositivo dentro de la jerarquía del sistema de monitorización. En estos casos, se pueden utilizar otras lecturas o parámetros de configuración del dispositivo para intentar ubicar el dispositivo en cuestión dentro de la estructura jerárquica. Por ejemplo, pueden utilizarse mediciones de voltaje (fase, media, fundamental, componente armónico, armónico total, desequilibrio, componentes simétricos, etc.) para determinar el bus específico al que está conectado un dispositivo. Pueden utilizarse parámetros de configuración, tales como datos de configuración de las comunicaciones, relaciones VT/CT, etc. para ayudar a ubicar un dispositivo dentro de la jerarquía del sistema de monitorización. En resumen, se pueden utilizar parámetros internos o externos individuales o combinaciones de los mismos para ubicar con éxito un dispositivo "difícil".In many monitoring systems there are devices installed in locations that experience minimal load variation or that have little or no load. For whatever reason, the correlative aspect of the algorithm may not be able to determine a location for that device within the hierarchy of the monitoring system. In these cases, other readings or device configuration parameters can be used to try to locate the device in question within the hierarchical structure. For example, voltage measurements (phase, average, fundamental, harmonic component, total harmonic, imbalance, symmetric components, etc.) can be used to determine the specific bus to which a device is connected. Configuration parameters, such as communications configuration data, VT / CT ratios, etc., can be used. to help locate a device within the hierarchy of the monitoring system. In summary, individual internal or external parameters or combinations thereof can be used to successfully locate a "difficult" device.

A los dispositivos que el algoritmo de jerarquía no puede ubicar se les asigna un estado de "huérfano" y son ubicados como un nuevo sistema adyacente a los otros sistemas determinados. El algoritmo de jerarquía permite al usuario final ubicar (por ejemplo, mediante "arrastrar y soltar", etc.) los dispositivos huérfanos en sus ubicaciones instaladas dentro de la jerarquía, y se actualiza la base de datos de la jerarquía. Una vez que se ubica un dispositivo huérfano, puede aprovecharse el contexto espacial de los datos de ese dispositivo consecuentemente.Devices that the hierarchy algorithm cannot locate are assigned an "orphan" status and are located as a new system adjacent to the other determined systems. The hierarchy algorithm allows the end user to locate (for example, by "drag and drop", etc.) orphaned devices in their locations installed within the hierarchy, and the hierarchy database is updated. Once an orphan device is located, the spatial context of that device's data can be exploited accordingly.

La evaluación de los datos de cada dispositivo del sistema de monitorización puede proporcionar información más útil para el usuario final. Por ejemplo, la lectura de los datos de voltaje de cada dispositivo de monitorización permite que el algoritmo determine la ubicación de transformadores dentro de la jerarquía del sistema de monitorización. El algoritmo puede determinar los voltajes primario y secundario nominales para un transformador utilizando tanto lecturas de voltaje del dispositivo como datos de una tabla de consulta con voltajes nominales estándar. Este concepto puede ser incorporado internacionalmente utilizando alguna combinación de lecturas de voltaje del dispositivo, la frecuencia nominal del sistema y la tabla de consulta de voltajes nominales estándar.The evaluation of the data of each device of the monitoring system can provide more useful information for the end user. For example, reading the voltage data of each monitoring device allows the algorithm to determine the location of transformers within the hierarchy of the monitoring system. The algorithm can determine the nominal primary and secondary voltages for a transformer using both device voltage readings and data from a lookup table with standard nominal voltages. This concept can be incorporated internationally using some combination of device voltage readings, system nominal frequency and standard nominal voltage lookup table.

También pueden utilizarse datos procedentes de los dispositivos de monitorización para proporcionar más detalles al diagrama de línea única de la jerarquía. Se puede utilizar información de configuración para mostrar jerarquías del sistema de comunicación, relaciones VT/CT configuradas en cada dispositivo, ajustes de seguridad y estado en todo el sistema, y cualquier otro parámetro de configuración. Pueden fijarse lecturas en tiempo real de los dispositivos a un dispositivo específico dentro de una consola de jerarquía. Los datos pueden ser vistos desde un dispositivo discreto, desde una posición ventajosa para todo el sistema o desde cualquier combinación de los mismos. En última instancia, el usuario final puede acceder cómodamente a más información en un formato más útil debido a su contexto espacial.Data from the monitoring devices can also be used to provide more details to the single line diagram of the hierarchy. Configuration information can be used to display communication system hierarchies, VT / CT relationships configured on each device, security settings and status throughout the system, and any other configuration parameters. Real-time readings of the devices can be set to a specific device within a hierarchy console. The data can be viewed from a discrete device, from an advantageous position for the entire system or from any combination thereof. Ultimately, the end user can comfortably access more information in a more useful format due to its spatial context.

Proporcionar un procedimiento para determinar automáticamente una jerarquía de un sistema de monitorización es una herramienta extremadamente valiosa. El valor real reside más en el contexto de los dispositivos de monitorización dentro del sistema de monitorización que en una simple representación del sistema de monitorización (aunque la representación también puede ser útil). Hay muchas aplicaciones que se pueden derivar del conocimiento de dónde se ubica un dispositivo de monitorización con respecto a cualquier otro dispositivo. La bondad de una jerarquía de un sistema de monitorización es que puede ser útil incluso si es errónea.Providing a procedure to automatically determine a hierarchy of a monitoring system is an extremely valuable tool. The real value lies more in the context of the monitoring devices within the monitoring system than in a simple representation of the monitoring system (although representation can also be useful). There are many applications that can be derived from the knowledge of where a monitoring device is located with respect to any other device. The goodness of a hierarchy of a monitoring system is that it can be useful even if it is wrong.

Para ilustrar este punto, supóngase que se ha determinado una jerarquía de un sistema de monitorización como se muestra en la figura 27 para un sistema pequeño usando el algoritmo de jerarquía. El usuario final cree que un dispositivo huérfano M4 debería ser colocado debajo de un dispositivo padre M1, y por lo tanto mueve M4 hacia abajo como un dispositivo hijo como se muestra en la figura 28. Sin embargo, el algoritmo es capaz de determinar que la reubicación del dispositivo M4 por debajo del dispositivo M1 altera el orden lógico de la jerarquía porque ahora se consume más energía a través del dispositivo M4 que la que se está pasando a través del dispositivo M1. Evaluando las correlaciones entre el dispositivo padre M1 y sus supuestos hijos (M2 , M3 y M4), se puede determinar lógicamente si el dispositivo M4 es realmente hijo del dispositivo M1. Además, es posible plantear la hipótesis de la causa raíz del problema evaluando los ajustes de configuración de cada uno de los dispositivos potencialmente relacionados (M1, M2 , M3 , M4), y notificar al usuario final consecuentemente.To illustrate this point, suppose that a hierarchy of a monitoring system has been determined as shown in Figure 27 for a small system using the hierarchy algorithm. The end user believes that an orphan device M 4 should be placed under a parent device M 1 , and therefore moves M 4 down like a child device as shown in Figure 28. However, the algorithm is capable of determine that the relocation of the M 4 device below the M 1 device alters the logical order of the hierarchy because more energy is now consumed through the M 4 device than what is being passed through the M 1 device. By evaluating the correlations between the parent device M 1 and its supposed children (M 2 , M 3 and M 4 ), it can be logically determined whether the device M 4 is really the child of the device M 1 . In addition, it is possible to raise the hypothesis of the root cause of the problem by evaluating the configuration settings of each of the potentially related devices (M 1 , M 2 , M 3 , M 4 ), and notify the end user accordingly.

Para este ejemplo, primero se evaluaría la correlación entre los datos de series temporales del dispositivo M4 y los datos de series temporales residuales del dispositivo M1. En este caso, supóngase que la correlación se encuentra extremadamente alta, lo que significa que hay una gran probabilidad de que los dispositivos M1 y M4 estén relacionados. Luego se compararán datos de voltaje y corriente internos y externos del dispositivo M4 con los dispositivos M1, M2 y M3 para localizar cualquier discrepancia. En este ejemplo, la relación CT en el dispositivo M4 parece estar desactivada por un factor de 10. Ajustando hipotéticamente la relación CT por un factor de 10, el algoritmo determina que existe una alta confianza de que la colocación por parte del usuario final del dispositivo huérfano M4 sea correcta. Esta conclusión puede ser validada evaluando los datos de series temporales del dispositivo M4 con respecto a los datos de series temporales residuales del dispositivo M1 con la relación CT ajustada. El usuario final será notificado de las conclusiones (por ejemplo, se ha configurado incorrectamente la relación CT) y se le permitirá hacer su propia evaluación si así lo desea.For this example, the correlation between the time series data of the M 4 device and the residual time series data of the M 1 device would first be evaluated. In this case, suppose the correlation is extremely high, which means that there is a high probability that the M 1 and M 4 devices are related. The internal and external voltage and current data of the M 4 device will then be compared with the M 1 , M 2 and M 3 devices to locate any discrepancies. In this example, the CT ratio in the M 4 device seems to be deactivated by a factor of 10. Hypothetically adjusting the CT ratio by a factor of 10, the algorithm determines that there is a high confidence that the placement by the end user of the M orphan device 4 is correct. This conclusion can be validated by evaluating the time series data of the M 4 device with respect to the residual time series data of the M 1 device with the adjusted CT ratio. The end user will be notified of the conclusions (for example, the CT relationship has been incorrectly configured) and will be allowed to make his own evaluation if he wishes.

El ejemplo en esta sección es sólo una ilustración de cómo el algoritmo es capaz de identificar e indicar problemas potenciales de configuración en base a ajustes de la jerarquía del usuario final. Como se ha mostrado anteriormente, si el usuario final solicita un ajuste a la jerarquía del sistema de monitorización, el algoritmo evalúa esos cambios para asegurar su concordancia dentro de toda la estructura jerárquica. Estas evaluaciones promueven la integridad tanto del software (incluyendo la jerarquía del sistema de monitorización determinada) como de las configuraciones de hardware.The example in this section is just an illustration of how the algorithm is able to identify and indicate potential configuration problems based on adjustments of the hierarchy of the end user. As shown above, if the end user requests an adjustment to the hierarchy of the monitoring system, the algorithm evaluates these changes to ensure their agreement within the entire hierarchical structure. These evaluations promote the integrity of both the software (including the hierarchy of the particular monitoring system) and the hardware configurations.

Si bien se han ilustrado y descrito formas de realización y aplicaciones particulares de la presente invención, debe entenderse que la invención no está limitada a la construcción y composiciones precisas divulgadas en este documento y que pueden ser evidentes diversas modificaciones, cambios y variaciones a partir de las descripciones anteriores sin desviarse del alcance de la invención según se define en las reivindicaciones anexas. While particular embodiments and applications of the present invention have been illustrated and described, it should be understood that the invention is not limited to the precise construction and compositions disclosed herein and that various modifications, changes and variations may be apparent from the above descriptions without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims.

Claims (4)

REIVINDICACIONES 1. Un procedimiento de aprendizaje automático de cómo múltiples dispositivos de monitorización (Mi a M13) están directa o indirectamente enlazados en un sistema de monitorización, en el que el sistema de monitorización utiliza una Ethernet (704) y comprende al menos una pasarela Ethernet (700, 701), comprendiendo el procedimiento: determinar una dirección IP para cada uno de dichos dispositivos de monitorización (Mi a M13), en el que los dispositivos de monitorización conectados a la Ethernet a través de una misma pasarela Ethernet (700, 701) tienen la misma dirección IP;1. A machine learning procedure of how multiple monitoring devices (Mi to M 13 ) are directly or indirectly linked in a monitoring system, in which the monitoring system uses an Ethernet (704) and comprises at least one Ethernet gateway (700, 701), the procedure comprising: determining an IP address for each of said monitoring devices (Mi to M 13 ), in which the monitoring devices connected to the Ethernet through the same Ethernet gateway (700, 701) have the same IP address; recibir voltajes medidos por cada uno de dichos dispositivos de monitorización;receive voltages measured by each of said monitoring devices; agrupar dichos dispositivos de monitorización en múltiples segmentos en base a las direcciones IP determinadas, en el que los dispositivos de monitorización que tienen la misma dirección IP son agrupados en un segmento; y determinar, dentro de los segmentos, relaciones potenciales entre los dispositivos de monitorización en base a dichos voltajes medidos recibidos.grouping said monitoring devices into multiple segments based on the determined IP addresses, in which the monitoring devices having the same IP address are grouped into one segment; and determine, within the segments, potential relationships between the monitoring devices based on said measured voltages received. 2. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además recibir al menos un parámetro seleccionado del grupo consistente en potencia, distorsión de forma de onda, componentes secuenciales, niveles de titileo y temperaturas medidos por dichos dispositivos de control.2. The method of claim 1, further comprising receiving at least one parameter selected from the group consisting of power, waveform distortion, sequential components, flashing levels and temperatures measured by said control devices. 3. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que dicho sistema de monitorización es un sistema de monitorización de energía eléctrica.3. The method of claim 1 wherein said monitoring system is an electrical energy monitoring system. 4. Un sistema que comprende medios configurados para realizar el procedimiento de una de las reivindicaciones 1 a 3. 4. A system comprising means configured to perform the method of one of claims 1 to 3.
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